本发明属于机械制造技术领域,具体涉及一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法。
背景技术:
航空发动机中机匣类零件材料种类繁多,其中不锈钢类零件占有一定比重,深腔型槽作为机匣零件典型特征之一,由于加工部位开敞性差,加工中通常采用长悬伸、弱刚性刀具系统通过径向或轴向分层实现工序加工,效率较低,一直是制约产品交付的短板。
技术实现要素:
为了解决现有技术存在的问题,本发明提供一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法,技术方案如下:
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具,包括刀杆和刀头,所述刀头安装在刀杆上,所述刀杆为锥度刀杆,采用重金属材料制成,刀杆通过热胀接口与机床的刀柄连接,所述刀头的主偏角为2°-3°,所述刀具的长径比为7-8。
所述刀头的主偏角具体为2.5°。
所述刀具的长径比具体为7.81。
所述重金属材料具体为碳素结构合金钢。
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法,采用前述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具,其特征在于:
一、在刀具进刀时,通过螺旋线圆弧进刀、边缘倒圆处理实现刀具轨迹平滑化;
二、采用小切深、大进给的方式实现加工余量的快速去除。
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法,所述小切深、大进给具体为每层切深0.25mm、加工进给速度1350mm/min。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过刀具及加工方法的全面优化,实现某不锈钢零件深腔型槽铣加工工序效率提升76.7%,同时刀具的消耗显著减少,解决了不锈钢零件深腔铣削加工工序效率低、刀具消耗量大的问题。
附图说明
图1为本发明刀具的立体结构示意图;
图2为本发明刀具切削时受力分析示意图;
图3为现有刀具切削时受力分析示意图。
其中:1、刀头;2刀杆;3刀柄。
具体实施方式
如图1至图3所示,本发明提供了一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具,包括刀杆2和刀头1,所述刀头1螺纹连接安装在刀杆2上,所述刀杆2为锥度刀杆2,采用重金属材料制成,刀杆2通过热胀接口与机床的刀柄3连接,所述刀头1的主偏角为2°-3°,所述刀具的长径比为7-8。
高效加工首先需要降低刀具长径比,本发明通过刀具系统结构优化,采用热装刀柄3配合重金属刀杆2的方式,将刀具系统长度由415mm降低至325mm,刀具悬伸由150mm降低至125mm,
同时采用重金属刀杆2代替普通碳素结构合金钢刀具,进一步提升刀具系统抗振性。
如图2所示,传统的碳素结构合金钢刀具一般为了保证锋利度都通常采用35度以上的主偏角,当应用于长悬伸刀具系统进行大进给方肩铣削时,由于主偏角较大,承受的径向力也就更大,造成刀具磨损的加剧甚至损坏。
如图3所示,优化刀具结构,采用改进后的刀具系统采用了一种主偏角较小(2.5度),由刀头1、刀杆2、刀柄3组合形成的高进给刀具,由于采用了较小的主偏角,切削过程径向分力较小,承受的轴向力大大增加,不容易引起振动,反而适合于余量较大的、悬伸较长的粗加工过程,相应的可以得到较高的加工进给,刀具消耗也显著降低。
所述重金属材料具体为碳素结构合金钢。
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法,采用前述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具,其特征在于:
一、在刀具进刀时,通过螺旋线圆弧进刀、边缘倒圆处理实现刀具轨迹平滑化;
具体的,采用螺旋线渐进进刀方案,保证了进刀过程平稳性,避免加工余量突变导致的刀具受力变化。
二、采用小切深、大进给的方式实现加工余量的快速去除。
加工过程采用每层切深0.25mm、加工进给速度1350mm/min的小切深、大进给高速端刃铣削策略进行工序余量去除。转角r部位通过圆弧过渡,避免拐角部位刀具全包络导致的余量突变,从而实现加工余量的高效去除。