复杂型面钛合金钣金零件高效数控加工刀具的硏究-论文.pdf

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1、辽辽丁丁经经复杂型面钛合金钣金零件高效数控加工刀具的研究济济职管业理技干席颖术部学学院院(沈阳飞机工业(集团)有限公司，辽宁沈阳110034)摘要：复杂型面的钛合金钣金零件已越来越广泛地应用到飞机产品上．尤其是钛合金超塑成型零二件。而复杂型面的钣金零件切边加工质量与效率一直以来是一个亟需解决的问题。通过系统的研究。最o●——终研究出拥有自主知识产权的专用数控立铣刀，实现了复杂型面优质高效的钣金零件切边加工。四关键词：钛合金；钣金件；数控加工；数控立铣刀芷第中图分类号：V261．94文献标识码：A文章编号：1672—5646(2014)04—0053—02四期随着钣金成型技术

2、及其钣金成型设备的发展．复杂钣金零件高效数控加工刀具的设计与制造。型面的钣金零件已越来越广泛地应用到飞机产品上．尤一、刀具设计其是钛合金超塑成型零件。但是，钛合金却是一种难加传统的数控加工方法是应用切削刃结构为右旋右切工材料，尤其钛合金钣金零件的切边加工对技术上的要的刀具进行切边加工，由于切削的瞬间使被加工钣金零求更高。而现在加工钛合金数控立铣刀由于主要结构参件在受到沿刀具轴向而又背离模具方向的不连续的力，数侧面螺旋切削刃为右旋，在钣金零件的切边加工过程使钣金零件的定位不稳定。增加了切削加工过程中的振中的切削方式为右旋右切．使得切削力沿其法向产生向动。因此，被加工钣金零件的

3、加工精度和质量较差。÷上的分力，使得钣金零件受脱离定位工装的力，从而导致新的复杂型面钛合金钣金零件高效数控加工刀具的!工装定位的稳定性差。钣金零件切边加工的不连续性使总体设计方案是：首先．将刀具的切削刃设计为左旋右切●切削加_[过程中产生了剧烈的振动，不但影响了被加工的结构；然后，再针对钣金件的厚度及结构优化刀具的切uJo零件的精度和表面粗糙度，而且大大加剧了刀具的磨损。削刃的结构设计；最后，通过优化切削试验确定刀具刃部此外，主要结构参数侧面螺旋切削刃前角和后角较小，使螺旋角、前角、后角的最佳参数值。刀具结构设计如图2得刃El不锋利，切削阻力大，加剧了刀具的磨损。现有的所示

4、刀具很难满足复杂型面的钣金零件优质、高效切边加工的要求，因此，复杂型面的钣金零件切边加工质量与效率始终是一个亟需解决的问题。图1是一张钛合金零件超塑成型后的图片．还要对该图2刀具结构示意图超塑成型后的半成品零件进行切边加工，最终达到钛合金超塑成型零件的图纸要求。结构为左旋右切刀具的切削刃材料选取了含钴量较钛合金超塑成型零件周边曲面一般均为指纹面．且高的硬合金，如国产的Y330、进口的KC44等牌号的硬每条指纹面的母线与通过钛合金超塑成型零件型面与该质合金。因为钴元素与钛合金的亲和力较差。比较适于母线交点的法线重合。因此，超塑成型后的半成品零件的钛合金的切削加工。可以提高钛合

5、金的切削加工效率和切边加工实际是5轴联动的数控加工。质量。通过系统的研究以及刀具结构参数和切削参数优化二、复杂型面钛合金零件的数控加工实验，最终实现了拥有自主知识产权的复杂型面钛合金(一)传统复杂型面钛合金零件的数控加工方法传统的切边加工方法是，首先，将复杂型面的钣金零件固定在一个与之型面相匹配的专用模具上．且该模具沿复杂型面的钣金零件四周的轮廓线留有切边加工时刀具运动的空间；其次，按复杂型面的钣金零件四周的轮廓编制五坐标数控加工程序：再次．选用右旋右切的数控立铣刀来完成复杂型面的钣金零件切边加工．而且必须使刀具的轴线与复杂型面的钣金零件被加工点的法线平图1钛合金超塑成型零

6、件图行；最后，在五轴数控机床上完成复杂型面钛合金零件的膏作者简介：席颖(1974一)，女，辽宁沈阳人，工程师，主要从事工艺设计研究。数控切边加工。如图3所示，传统的采用切削刃为右旋右10。、后角为13。～14。、转速为1000～1500rpm、每齿进给量切结构的数控立铣刀进行复杂型面钛合金零件的数控切为0．05～0．08mrn[t~，刃口变得锋利、切削阻力减少，对切削边加工时，使被加工钣金零件在切削加工过程中始终受刃磨损减少，并使在钣金零件的切边加工过程中的切削lO一z鸲Gc一～到与型面切削点法线平行且垂直背离模具方向的力Fl，方式为左旋右切，使得切削力沿其法向产生一个向下

7、的使钣金零件的定位不稳定，增大了切削加工过程中的振分力，使得钣金零件受贴紧工装定位面的力。从而导致工动因此，被加工钣金零件的加工精度和质量就比较差。装定位的稳定性好。因而提高了钛合金钣金零件切边加工的质量以及刀具寿命，被加工零件表面粗糙度可达Ra1．6，刀具的一次性切削加工时间最长。三、技术优势(一)提高了复杂型面钛合金钣金零件高效数控切边加工的质量由于刀具切削刃被设计成左旋右切的结构。所以，在切削加工过程中，零件始终受到使其压向型面模具的力。从而使钣金零件定位更稳定，最终提高了切边加工的精度和被加工表面的粗糙度。