機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法
【專(zhuān)利摘要】機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，針對(duì)易變形待加工的金屬零件加工工藝制定；其特征在于：所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法的要求是：針對(duì)零件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、精度要求和毛坯加工余量的大小，據(jù)此安排零件各個(gè)表面的加工次數(shù)和全部加工表面的先后加工順序，安排每一次切削的刀具切削方向和刀具進(jìn)給方向。本發(fā)明加工后零件的內(nèi)部殘余應(yīng)力的峰值明顯減小，零件狀態(tài)得到改善，精度保持性好，簡(jiǎn)化或取消去除殘余內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序，提高了工效、降低了成本，具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工切削方法中的走刀路徑相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別提供了一種機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)零組件加工工藝具有下述普遍特點(diǎn):在機(jī)械加工工序都沒(méi)有標(biāo)注切削走刀路徑。通常，普通加工工序的切削走刀路徑由操作工人根據(jù)自己的加工習(xí)慣決定，數(shù)控加工工序的切削走刀路徑由數(shù)控編程員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和工人的加工習(xí)慣來(lái)確定，較大尺寸零件加工后變形嚴(yán)重，影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配和使用性能。關(guān)于切削走刀路徑對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量的影響，切削走刀路徑與加工后零件殘余內(nèi)應(yīng)力的關(guān)系及對(duì)零件變形的影響，目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有具體的研究和應(yīng)用。
[0003]因此，人們期望獲得一種技術(shù)效果良好的機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果良好的機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法。通過(guò)應(yīng)用所述機(jī)械加工切削走刀路徑規(guī)劃方法，使航空發(fā)動(dòng)機(jī)中等及較大尺寸易變形零件切削加工后，內(nèi)部殘余應(yīng)力的峰值減小，狀態(tài)得到改善，達(dá)到應(yīng)力釋放后，零件減小的目的，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配精度和使用性能。同時(shí)可以減少或取消去除殘余內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序，做到節(jié)約環(huán)保。
[0005]本發(fā)明提供了一種機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，針對(duì)易變形待加工的金屬零件(形狀特征要求主要是盤(pán)類(lèi)件、軸類(lèi)件、機(jī)匣件、環(huán)形件，毛坯要求主要是:結(jié)構(gòu)鋼、鈦合金、高溫合金鍛件)加工工藝制定；其特征在于:所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法的要求是:
[0006]針對(duì)零件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、精度要求和毛坯加工余量的大小，據(jù)此安排零件各個(gè)表面的加工次數(shù)和全部加工表面的先后加工順序，安排每一次切削的刀具切削方向和刀具進(jìn)給方向，并以圖示的形式將加工次數(shù)、加工順序、刀具切削方向和刀具進(jìn)給方向標(biāo)注在工藝規(guī)程中。
[0007]所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法具體滿足下述要求之一或其組合:
[0008]①去除內(nèi)表面或外表面余量時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用分層均衡去除內(nèi)表面或外表面余量的加工方式；
[0009]②銑削加工外形面時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用對(duì)稱(chēng)去除相對(duì)加工表面余量的加工方式；
[0010]③加工軸向或徑向群孔時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用對(duì)稱(chēng)去除相對(duì)孔余量的加工方式；[0011]④車(chē)削相鄰的表面時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用相對(duì)或相背的加工方式；
[0012]⑤車(chē)削轉(zhuǎn)接內(nèi)圓角處時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用相對(duì)走刀的加工方向。
[0013]典型的技術(shù)應(yīng)用方向舉例說(shuō)明如下:
[0014]所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，其特征在于:針對(duì)加工余量1.5±0.5mm、材質(zhì)為高溫合金GH907的機(jī)匣工件，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:
[0015]切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用分層均衡去除表面余量的加工方式，首先按順序號(hào)①-⑧去除一層余量后；再按順序號(hào)⑨-(12)加工第二層，加工走刀路線采用相對(duì)走刀方式，端面和外圓相對(duì)走刀；內(nèi)止口轉(zhuǎn)接內(nèi)圓角處采用相對(duì)走刀方式，斜面也采用相對(duì)走刀；
[0016]具體如圖1所示，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法①④⑤；各部分具體的切削走刀路徑規(guī)劃方法分別滿足下述要求:安裝邊外圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖1中的②④，安裝邊端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖1中的①③，基準(zhǔn)內(nèi)圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖1中的⑤⑨，基準(zhǔn)端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖1中的⑥⑩，內(nèi)錐面加工加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖1中的⑦⑧(11X12)。
[0017]針對(duì)加工后零件表面粗糙度為Ral.6，精度為±0.1mm，加工前加工余量1.0±0.2mm、時(shí)效處理后供料，硬度為HB (d) 338、材質(zhì)為高溫合金GH4169的某盤(pán)件車(chē)削輻板，毛坯為模鍛件，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:
[0018]參見(jiàn)附圖2，采用逐層去除余量的方式，即按順序號(hào)①-⑧分兩層去除余量，內(nèi)圓角轉(zhuǎn)接處采用相對(duì)走刀方式，輻板處采用相背的走刀加工方式。
[0019]參見(jiàn)圖2，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的①、⑤方法；各部分具體的切削走刀路徑規(guī)劃方法分別滿足下述要求:連接 臂 內(nèi)圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖2中的①⑤，輻板加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖2中的②③⑥⑦，輪轂外圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖2中的④⑧。
[0020]針對(duì)加工前加工余量3.0±0.5mm、材質(zhì)為高溫合金GH907的某機(jī)匣外型面銑削加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:
[0021]參見(jiàn)圖3，采用分層切削方式分兩層去除加工余量；切削順序采用對(duì)稱(chēng)去除相對(duì)加工表面余量的方式(圖中只標(biāo)注0° -180°區(qū)間的走刀方式，未標(biāo)注180° -360°區(qū)間的走刀方式)，，圖中序號(hào)為加工順序號(hào)，即首先按加工順序①銑加工0° -45°區(qū)間后，然后按加工順序②銑加工相對(duì)部位180° -225°之間的區(qū)域，再之后按加工順序③加工45° -135°區(qū)間，之后按加工順序④銑加工相對(duì)部位225° -315°之間的區(qū)域，依此類(lèi)推，加工完整個(gè)外形面，最后清根。
[0022]參見(jiàn)圖3，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法②，其中:加工序號(hào)①-(15)為銑削加工第一層，加工序號(hào)16-30為銑削加工第二層，加工序號(hào)31-39為銑削清根，即銑加工各區(qū)域根部。
[0023]針對(duì)加工前加工余量1.5±0.3mm、材質(zhì)為高溫合金GH4169的某環(huán)形結(jié)構(gòu)件車(chē)削內(nèi)外安裝邊的加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:
[0024]參見(jiàn)圖4，采用分層切削方式按照①-(18)的走刀順序分兩層去除加工余量，走刀路線采用相對(duì)和相背的走刀方式；在外安裝邊上、下端面采用相對(duì)走刀方式，按順序號(hào)③、④、
⑤、⑥加工；內(nèi)安裝邊上端面與止口采用相背走刀方式加工，按照順序號(hào)⑨、⑩、(17)、側(cè)加工；內(nèi)安裝邊上端面與內(nèi)圓采用相對(duì)走刀方式加工。
[0025]參見(jiàn)附圖4，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法①、④、⑤，各部分具體的切削走刀路徑規(guī)劃方法分別滿足下述要求:外安裝邊外圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的①、②，外安裝邊上端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的③、⑤，外安裝邊上端面止口加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的④、⑥，外安裝邊下端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的⑦、⑨，外安裝邊下端面止口加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的⑧、⑩，內(nèi)安裝邊止口加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的
(14)>06),內(nèi)安裝邊上端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的(13)、(15)，內(nèi)安裝邊內(nèi)圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的(11)、(12)，內(nèi)安裝邊下端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的(17)、(18)。
[0026]針對(duì)加工前加工余量1.0±0.3mm、材質(zhì)為鈦合金的某盤(pán)式結(jié)構(gòu)件車(chē)削加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:
[0027]參見(jiàn)圖5，采用分層均衡去除余量的加工方式，分5層進(jìn)行車(chē)削加工；圖中順序號(hào)為每一層的加工順序；車(chē)削加工相鄰表面采用相對(duì)或者相背的走刀方式；如:車(chē)削端面A和圓弧B采用相背的加工方向，車(chē)削表面C和圓弧B時(shí)采用相對(duì)的加工方向。
[0028]參見(jiàn)附圖5，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法①、④、⑤，各部分具體的切削走刀路徑規(guī)劃方法分別滿足下述要求:輪緣后端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖5中的①，輪轂后端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖5中的②，輪緣內(nèi)圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖5中的④，輻板加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖5中的③、⑤、⑥。
[0029]針對(duì)外圓加工余量1.0mm、其相鄰端面加工余量5.5mm、材質(zhì)為合金鋼的某活塞桿外表面車(chē)削加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:參見(jiàn)圖6，采用分層均衡去除余量和相對(duì)走刀方式，即先按軌跡①車(chē)端面，去除余量3.3mm ;再與之相對(duì)按軌跡②車(chē)外圓，去除余量0.5mm ;再按軌跡③第二次車(chē)端面，去除余量2mm ;再按軌跡④第二次車(chē)外圓，去除余量0.3mm;最后按軌跡⑤一次走刀精車(chē)外圓及端面，保證外圓端面的光滑轉(zhuǎn)接，余量約為
0.2mmο
[0030]參見(jiàn)附圖6，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法①、⑤，各部分具體的切削走刀路徑規(guī)劃方法分別滿足下述要求:端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖6中的①、③，外圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖6中的②、④。
[0031]針對(duì)某盤(pán)式結(jié)構(gòu)件軸向群孔加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:參見(jiàn)圖7，采用對(duì)稱(chēng)孔加工的加工順序，先加工基準(zhǔn)孔1，然后加工相對(duì)于基準(zhǔn)孔I成180°的孔2，接下來(lái)按此原則依次加工其他的孔3-10 ;如果孔數(shù)較多，可一次在一個(gè)部位加工幾個(gè)孔。
[0032]參見(jiàn)附圖7，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法③。
[0033]與本發(fā)明相關(guān)的其他內(nèi)容說(shuō)明如下:
[0034]航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件，如機(jī)匣、盤(pán)、軸、環(huán)形件等，毛坯多數(shù)是結(jié)構(gòu)鋼、鈦合金、高溫合金鍛件。將一個(gè)鍛件加工成符合設(shè)計(jì)圖紙要求的零件，需要經(jīng)過(guò)多次不同工藝方法的機(jī)械加工，材料去除量大。在去除材料的切削過(guò)程中，零件與刀具做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在切削力的作用下，被去除材料產(chǎn)生塑性變形、斷裂，離開(kāi)零件主體。切削過(guò)程中，走刀路徑不同時(shí)，產(chǎn)生的切削應(yīng)力的大小和狀態(tài)不同，切削完成后，零件殘余內(nèi)應(yīng)力的大小和狀態(tài)也不同。機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑技術(shù)，是為了達(dá)到零件加工后變形量減小的目的，根據(jù)金屬切削原理，針對(duì)零件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、精度要求和毛坯加工余量的大小，科學(xué)安排零件各個(gè)表面的加工次數(shù)和全部加工表面的先后加工順序，科學(xué)安排每一次切削的刀具切削方向和刀具進(jìn)給方向，并以圖示的形式將加工次數(shù)、加工順序、刀具切削方向和刀具進(jìn)給方向標(biāo)注在工藝規(guī)程中。應(yīng)用這種技術(shù)加工零件，會(huì)使零件內(nèi)應(yīng)力的峰值減小，分布狀態(tài)得到改善，當(dāng)零件完成加工后，即殘余內(nèi)應(yīng)力達(dá)到平衡狀態(tài)后，不會(huì)造成零件有較大的變形。
[0035]以往在機(jī)械加工中等及較大尺寸易變形金屬零件時(shí)，工藝規(guī)程中不標(biāo)注切削走刀路徑，而由操作工人、數(shù)控編程員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和加工習(xí)慣來(lái)確定，安排的切削走刀路徑只考慮是否方便加工，而沒(méi)有考慮產(chǎn)生的切削力、切削應(yīng)力對(duì)機(jī)匣加工變形的影響。
[0036]本發(fā)明所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法打破了傳統(tǒng)的思維觀念，安排零件的切削加工時(shí)，考慮的是切削力、切削應(yīng)力對(duì)零件加工變形的影響，依據(jù)金屬切削原理安排工藝方案。
[0037]本發(fā)明所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，能夠減小易變形零件機(jī)械加工后的變形量。
[0038]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明尤其適用于中等或較大尺寸且易變形的零件的切削加工過(guò)程中，加工后零件的內(nèi)部殘余應(yīng)力的峰值相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言明顯減小，零件狀態(tài)得到改善；本發(fā)明還達(dá)到了在應(yīng)力釋放后零件變形減小、精度保持性好等突破以往的更好效果(最好能提供對(duì)比的數(shù)據(jù)等更加可信的證據(jù))。本發(fā)明針對(duì)應(yīng)用而言明顯提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配精度和使用性能；同時(shí)還可以減少或取消去除殘余內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序，提高了工效、降低了成本，具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0039]圖1為GH907環(huán)形機(jī)匣車(chē)削走刀路徑規(guī)劃原理示意圖；
[0040]圖2為一種渦輪盤(pán)車(chē)削輻板的走刀路徑示意圖；
[0041]圖3為某對(duì)開(kāi)機(jī)匣外型面銑削加工走刀路徑規(guī)劃原理示意圖；
[0042]圖4為一種環(huán)形結(jié)構(gòu)件車(chē)削內(nèi)外安裝邊的走刀路徑示意圖；
[0043]圖5某鈦合金盤(pán)式結(jié)構(gòu)件車(chē)削加工走刀路徑規(guī)劃原理示意圖；
[0044]圖6為某合金鋼活塞桿車(chē)削加工走刀路徑規(guī)劃原理示意圖；
[0045]圖7為某盤(pán)式結(jié)構(gòu)件軸向群孔加工走刀路徑規(guī)劃原理示意圖。
[0046]在圖1 一 7中，圓圈內(nèi)的數(shù)字或者不在圓圈里的數(shù)字都是切削的順序號(hào)，即切削時(shí)按照數(shù)字有小到大的順序進(jìn)行車(chē)削；箭頭方向表示的是刀具進(jìn)給方向。
【具體實(shí)施方式】:
[0047]實(shí)施例1
[0048]機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，針對(duì)易變形待加工的金屬零件(形狀特征要求主要是盤(pán)類(lèi)件、軸類(lèi)件、機(jī)匣件、環(huán)形件，毛坯要求主要是:結(jié)構(gòu)鋼、鈦合金、高溫合金鍛件)加工工藝制定；所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法的要求是:
[0049]針對(duì)零件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、精度要求和毛坯加工余量的大小，據(jù)此安排零件各個(gè)表面的加工次數(shù)和全部加工表面的先后加工順序，安排每一次切削的刀具切削方向和刀具進(jìn)給方向，并以圖示的形式將加工次數(shù)、加工順序、刀具切削方向和刀具進(jìn)給方向標(biāo)注在工藝規(guī)程中。
[0050]所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法具體滿足下述要求之一或其組合:
[0051]①去除內(nèi)表面或外表面余量時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用分層均衡去除內(nèi)表面或外表面余量的加工方式；
[0052]②銑削加工外形面時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用對(duì)稱(chēng)去除相對(duì)加工表面余量的加工方式；
[0053]③加工軸向或徑向群孔時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用對(duì)稱(chēng)去除相對(duì)孔余量的加工方式；
[0054]④車(chē)削相鄰的表面時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用相對(duì)或相背的加工方式；
[0055]⑤車(chē)削轉(zhuǎn)接內(nèi)圓角處時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用相對(duì)走刀的加工方向。
[0056]針對(duì)加工余量1.5±0.5mm、材質(zhì)為高溫合金GH907的機(jī)匣工件，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用分層均衡去除表面余量的加工方式，首先按順序號(hào)①-⑧去除一層余量后；再按順序號(hào)⑨-(12)加工第二層，加工走刀路線采用相對(duì)走刀方式，端面和外圓相對(duì)走刀；內(nèi)止口轉(zhuǎn)接內(nèi)圓角處采用相對(duì)走刀方式，斜面也采用相對(duì)走刀。
[0057]具體如圖1所示，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法①④⑤；各部分具體的切削走刀路徑規(guī)劃方法分別滿足下述要求:安裝邊外圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖1中的②④，安裝邊端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖1中的①③，基準(zhǔn)內(nèi)圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖1中的⑤⑨，基準(zhǔn)端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖1中的⑥⑩，內(nèi)錐面加工加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖1中的⑦⑧(11X12)。
[0058]與本實(shí)施例相關(guān)的其他內(nèi)容說(shuō)明如下:
[0059]航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件，如機(jī)匣、盤(pán)、軸、環(huán)形件等，毛坯多數(shù)是結(jié)構(gòu)鋼、鈦合金、高溫合金鍛件。將一個(gè)鍛件加工成符合設(shè)計(jì)圖紙要求的零件，需要經(jīng)過(guò)多次不同工藝方法的機(jī)械加工，材料去除量大。在去除材料的切削過(guò)程中，零件與刀具做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在切削力的作用下，被去除材料產(chǎn)生塑性變形、斷裂，離開(kāi)零件主體。切削過(guò)程中，走刀路徑不同時(shí)，產(chǎn)生的切削應(yīng)力的大小和狀態(tài)不同，切削完成后，零件殘余內(nèi)應(yīng)力的大小和狀態(tài)也不同。機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑技術(shù)，是為了達(dá)到零件加工后變形量減小的目的，根據(jù)金屬切削原理，針對(duì)零件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、精度要求和毛坯加工余量的大小，科學(xué)安排零件各個(gè)表面的加工次數(shù)和全部加工表面的先后加工順序，科學(xué)安排每一次切削的刀具切削方向和刀具進(jìn)給方向，并以圖示的形式將加工次數(shù)、加工順序、刀具切削方向和刀具進(jìn)給方向標(biāo)注在工藝規(guī)程中。應(yīng)用這種技術(shù)加工零件，會(huì)使零件內(nèi)應(yīng)力的峰值減小，分布狀態(tài)得到改善，當(dāng)零件完成加工后，即殘余內(nèi)應(yīng)力達(dá)到平衡狀態(tài)后，不會(huì)造成零件有較大的變形。
[0060]以往在機(jī)械加工中等及較大尺寸易變形金屬零件時(shí)，工藝規(guī)程中不標(biāo)注切削走刀路徑，而由操作工人、數(shù)控編程員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和加工習(xí)慣來(lái)確定，安排的切削走刀路徑只考慮是否方便加工，而沒(méi)有考慮產(chǎn)生的切削力、切削應(yīng)力對(duì)機(jī)匣加工變形的影響。
[0061]本實(shí)施例所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法打破了傳統(tǒng)的思維觀念，安排零件的切削加工時(shí)，考慮的是切削力、切削應(yīng)力對(duì)零件加工變形的影響，依據(jù)金屬切削原理安排工藝方案。
[0062]本實(shí)施例所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法,能夠減小易變形零件機(jī)械加工后的變形量。
[0063]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本實(shí)施例尤其適用于中等或較大尺寸且易變形的零件的切削加工過(guò)程中，加工后零件的內(nèi)部殘余應(yīng)力的峰值相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言明顯減小，零件狀態(tài)得到改善；本實(shí)施例還達(dá)到了在應(yīng)力釋放后零件變形減小、精度保持性好等突破以往的更好效果(最好能提供對(duì)比的數(shù)據(jù)等更加可信的證據(jù))。本實(shí)施例針對(duì)應(yīng)用而言明顯提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配精度和使用性能；同時(shí)還可以減少或取消去除殘余內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序，提高了工效、降低了成本，具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
[0064]實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本思想相同，其不同之處在于:
[0065]針對(duì)加工后零件表面粗糙度為Ral.6，精度為±0.1mm，加工前加工余量
1.0±0.2mm、時(shí)效處理后供料，硬度為HB (d)≥338、材質(zhì)為高溫合金GH4169的某盤(pán)件車(chē)削輻板，毛坯為模鍛件，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:
[0066]采用逐層去除余量的方式，即按順序號(hào)①-⑧分兩層去除余量，內(nèi)圓角轉(zhuǎn)接處采用相對(duì)走刀方式，輻板處采用相背的走刀加工方式；
[0067]參見(jiàn)圖2，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的①、⑤方法；各部分具體的切削走刀路徑規(guī)劃方法分別滿足下述要求:連接臂內(nèi)圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖2中的①⑤，輻板加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖2中的②③⑥⑦，輪轂外圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖2中的④⑧。
[0068]實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本思想相同，其不同之處在于:
[0069]針對(duì)加工前加工余量3.0±0.5mm、材質(zhì)為高溫合金GH907的某機(jī)匣外型面銑削加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:參見(jiàn)圖3，采用分層切削方式分兩層去除加工余量；切削順序采用對(duì)稱(chēng)去除相對(duì)加工表面余量的方式(圖中只標(biāo)注0° -180°區(qū)間的走刀方式，未標(biāo)注180° -360°區(qū)間的走刀方式)，，圖中序號(hào)為加工順序號(hào)，即首先按加工順序①銑加工0° -45°區(qū)間后，然后按加工順序②銑加工相對(duì)部位180° -225°之間的區(qū)域,再之后按加工順序③加工45° -135°區(qū)間，之后按加工順序④銑加工相對(duì)部位225° -315°之間的區(qū)域，依此類(lèi)推，加工完整個(gè)外形面，最后清根。
[0070]參見(jiàn)圖3，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法②，其中:加工序號(hào)①-(15)為銑削加工第一層，加工序號(hào)16-30為銑削加工第二層，加工序號(hào)31-39為銑削清根，即銑加工各區(qū)域根部。
[0071]實(shí)施例4本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本思想相同，其不同之處在于:
[0072]針對(duì)加工前加工余量1.5±0.3mm、材質(zhì)為高溫合金GH4169的某環(huán)形結(jié)構(gòu)件車(chē)削內(nèi)外安裝邊的加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:
[0073]參見(jiàn)圖4，采用分層切削方式按照①-(18)的走刀順序分兩層去除加工余量，走刀路線采用相對(duì)和相背的走刀方式；在外安裝邊上、下端面采用相對(duì)走刀方式，按順序號(hào)③④、⑤⑥加工；內(nèi)安裝邊上端面與止口采用相背走刀方式加工，按照順序號(hào)⑨⑩、(17X18)加工；內(nèi)安裝邊上端面與內(nèi)圓采用相對(duì)走刀方式加工。
[0074]參見(jiàn)附圖4，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法①、④、⑤，各部分具體的切削走刀路徑規(guī)劃方法分別滿足下述要求:外安裝邊外圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的①、②，外安裝邊上端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的③、⑤，外安裝邊上端面止口加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的④、⑥，外安裝邊下端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的⑦、⑨，外安裝邊下端面止口加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的⑧、⑩，內(nèi)安裝邊止口加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的
(14)>06),內(nèi)安裝邊上端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的(13)、(15)，內(nèi)安裝邊內(nèi)圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的(11)、(12)，內(nèi)安裝邊下端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖4中的(17)、(18)。
[0075]實(shí)施例5本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本思想相同，其不同之處在于:
[0076]針對(duì)加工前加工余量1.0±0.3mm、材質(zhì)為鈦合金的某盤(pán)式結(jié)構(gòu)件車(chē)削加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:
[0077]參見(jiàn)圖5，采用分層均衡去除余量的加工方式，分5層進(jìn)行車(chē)削加工；圖中順序號(hào)為每一層的加工順序；車(chē)削加工相鄰表面采用相對(duì)或者相背的走刀方式；如:車(chē)削端面A和圓弧B采用相背的加工方向，車(chē)削表面C和圓弧B時(shí)采用相對(duì)的加工方向。
[0078]參見(jiàn)附圖5，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法①、④、⑤，各部分具體的切削走刀路徑規(guī)劃方法分別滿足下述要求:輪緣后端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖5中的①，輪轂后端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖5中的②，輪緣內(nèi)圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖5中的④，輻板加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖5中的③、⑤、⑥。
[0079]實(shí)施例6本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本思想相同，其不同之處在于:
[0080]針對(duì)外圓加工余量1.0mm、其相鄰端面加工余量5.5mm、材質(zhì)為合金鋼的某活塞桿外表面車(chē)削加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:
[0081]參見(jiàn)圖6，采用分層均衡去除余量和相對(duì)走刀方式，即先按軌跡①車(chē)端面，去除余量3.3mm ;再與之相對(duì)按軌跡②車(chē)外圓,去除余量0.5mm ;再按軌跡③第二次車(chē)端面,去除余量2_ ;再按軌跡④第二次車(chē)外圓，去除余量0.3mm ;最后按軌跡⑤一次走刀精車(chē)外圓及端面，保證外圓端面的光滑轉(zhuǎn)接，余量約為0.2mm。
[0082]參見(jiàn)附圖6，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法①、⑤，各部分具體的切削走刀路徑規(guī)劃方法分別滿足下述要求:端面加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖6中的①、③，外圓加工的對(duì)應(yīng)工序序號(hào)為圖6中的②、④。
[0083]實(shí)施例7本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本思想相同，其不同之處在于:
[0084]針對(duì)某盤(pán)式結(jié)構(gòu)件軸向群孔加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:參見(jiàn)圖7，采用對(duì)稱(chēng)孔加工的加工順序，先加工基準(zhǔn)孔1，然后在相對(duì)于基準(zhǔn)孔I成180°的孔2，接下來(lái)依次加工其他的孔3-10 ;如果孔數(shù)較多，可一次在一個(gè)部位加工幾個(gè)孔。
[0085]參見(jiàn)附圖7，應(yīng)用權(quán)利要求2所述的方法③。
【權(quán)利要求】
1.機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，針對(duì)易變形待加工的金屬零件加工工藝制定；其特征在于:所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法的要求是:針對(duì)零件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、精度要求和毛坯加工余量的大小，據(jù)此安排零件各個(gè)表面的加工次數(shù)和全部加工表面的先后加工順序，安排每一次切削的刀具切削方向和刀具進(jìn)給方向。
2.按照權(quán)利要求1所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，其特征在于:所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法具體滿足下述要求之一或其組合: ①去除內(nèi)表面或外表面余量時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用分層均衡去除內(nèi)表面或外表面余量的加工方式； ②銑削加工外形面時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用對(duì)稱(chēng)去除相對(duì)加工表面余量的加工方式； ③加工軸向或徑向群孔時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用對(duì)稱(chēng)去除相對(duì)孔余量的加工方式； ④車(chē)削相鄰的表面時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用相對(duì)或相背的加工方式； ⑤車(chē)削轉(zhuǎn)接內(nèi)圓角處時(shí)，切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用相對(duì)走刀的加工方向。
3.按照權(quán)利要求2所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，其特征在于:針對(duì)加工余量1.5±0.5mm、材質(zhì)為高溫合金GH907的機(jī)匣工件，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:切削走刀路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)采用分層均衡去除表面余量的加工方式，首先去除一層余量后；再加工第二層，加工走刀路線采用相對(duì)走刀方式，端面和外圓相對(duì)走刀；內(nèi)止口轉(zhuǎn)接內(nèi)圓角處采用相對(duì)走刀方式，斜面也采用相對(duì)走刀。
4.按照權(quán)利要求2所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，其特征在于:針對(duì)加工后零件表面粗糙度為Ral .6，精度為±0.1mm，加工前加工余量1.0±0.2mm、時(shí)效處理后供料，硬度為HB (d) ^ 338、材質(zhì)為高溫合金GH4169的某盤(pán)件車(chē)削輻板，毛坯為模鍛件，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:采用逐層去除余量的方式，分兩層去除余量，內(nèi)圓角轉(zhuǎn)接處采用相對(duì)走刀方式，輻板處采用相背的走刀加工方式。
5.按照權(quán)利要求2所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，其特征在于:針對(duì)加工前加工余量3.0±0.5mm、材質(zhì)為高溫合金GH907的某機(jī)匣外型面銑削加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求: 采用分層切削方式分兩層去除加工余量；切削順序采用對(duì)稱(chēng)去除相對(duì)加工表面余量的方式，即首先銑加工0° -45°區(qū)間，然后銑加工相對(duì)部位180° -225°之間的區(qū)域，再之后加工45° -135°區(qū)間，之后銑加工相對(duì)部位225° -315°之間的區(qū)域，依此類(lèi)推，加工完整個(gè)外形面，最后清根。
6.按照權(quán)利要求2所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，其特征在于:針對(duì)加工前加工余量1.5±0.3mm、材質(zhì)為高溫合金GH4169的某環(huán)形結(jié)構(gòu)件車(chē)削內(nèi)外安裝邊的加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:采用分層切削方式分兩層去除加工余量，走刀路線采用相對(duì)和相背的走刀方式；在外安裝邊上、下端面采用相對(duì)走刀方式；內(nèi)安裝邊上端面與止口采用相背走刀方式加工；內(nèi)安裝邊上端面與內(nèi)圓采用相對(duì)走刀方式加工。
7.按照權(quán)利要求2所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，其特征在于:針對(duì)加工前加工余量1.0±0.3mm、材質(zhì)為鈦合金的某盤(pán)式結(jié)構(gòu)件車(chē)削加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:采用分層均衡去除余量的加工方式，分5層進(jìn)行車(chē)削加工；圖中順序號(hào)為每一層的加工順序；車(chē)削加工相鄰表面采用相對(duì)或者相背的走刀方式；如:車(chē)削端面A和圓弧B采用相背的加工方向，車(chē)削表面C和圓弧B時(shí)采用相對(duì)的加工方向。
8.按照權(quán)利要求2所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，其特征在于:針對(duì)外圓加工余量1.0mm、其相鄰端面加工余量5.5mm、材質(zhì)為合金鋼的某活塞桿外表面車(chē)削加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:采用分層均衡去除余量和相對(duì)走刀方式，先車(chē)端面，去除余量3.3mm ;再車(chē)外圓，去除余量0.5mm ;再第二次車(chē)端面，去除余量2mm ;再第二次車(chē)外圓，去除余量0.3mm;最后一次走刀精車(chē)外圓及端面，保證外圓端面的光滑轉(zhuǎn)接，余量約為0.2mm。
9.按照權(quán)利要求2所述機(jī)械加工金屬零件的切削走刀路徑規(guī)劃方法，其特征在于:針對(duì)某盤(pán)式結(jié)構(gòu)件軸向群孔加工，其切削走刀路徑規(guī)劃方法滿足下述要求:采用對(duì)稱(chēng)孔加工的加工順序，先加工基準(zhǔn)孔1，然后在相對(duì)于基準(zhǔn)孔I成180°的孔2，接下來(lái)依次加工其他的孔。`
【文檔編號(hào)】B23P17/00GK103481044SQ201210191453
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月11日
【發(fā)明者】王聰梅, 齊曉麗, 王麗花, 陳國(guó)文, 盧成玉 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司