篦齿槽以及篦齿结构的加工方法与流程

本发明涉及篦齿加工技术领域，特别地，涉及一种篦齿槽的加工方法，此外，还涉及一种篦齿结构的加工方法。

背景技术：

导流盘用于与涡轮盘配合装配叶片、封严空气，是发动机中的重要零件。导流盘通过篦齿结构与其他零件密封连接，用于形成篦齿结构的篦齿槽具有尺寸较小、齿深较大或半封闭等特征，对于加工具有半封闭特征的篦齿槽时，采用现有加工方式进行加工时，由于篦齿位置隐蔽，刀具下刀非常困难且刀具无法走刀加工位置处，刀具走刀时容易对零件的其他部位造成干涉，导致零件变形。对于槽壁面倾斜角度较大的斜篦齿槽，采用现有的加工方式进行加工时，刀具在槽壁面进行壁面切削后导致槽壁面往一侧倾倒，篦齿槽的角度难以控制，特别是对于篦齿槽间距较小的比较机构，篦齿槽之间壁厚较薄，易于倾倒变形。并且由于导流盘需要在高转速和高温环境中工作，材料硬度高，切削性能差，采用现有的加工方式进行加工时，切削力度大，篦齿槽易于变形，角度难以控制。

技术实现要素：

本发明提供了一种篦齿槽以及篦齿结构的加工方法，以解决现有的加工方法在加工篦齿结构时篦齿槽的角度难以控制的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种篦齿槽的加工方法，用于加工形成篦齿结构的篦齿槽，包括以下步骤：采用槽刀在零件壁面上进行篦齿槽的粗加工，加工得到篦齿槽的初步轮廓且内壁面留有余量；采用槽刀分别沿篦齿槽的两侧槽壁面走刀后在篦齿槽的槽底面接刀，将粗加工后篦齿槽内壁面上的余量去除，完成篦齿槽的精加工。

进一步地，所需加工的篦齿槽为斜篦齿槽，零件壁面上开设篦齿槽的区域具有加工操作空间，斜篦齿槽的第一槽壁面的槽口端朝向槽外倾斜，第二槽壁面与第一槽壁面朝同一方向倾斜且与第一槽壁面的倾斜角度相同或不同，篦齿槽的粗加工和精加工，包括以下步骤：采用直型槽刀安装于直刀柄上垂直零件壁面进行篦齿槽的一次粗加工，加工得到槽口、槽底面、第一槽壁面的初步轮廓以及另一侧的垂直槽壁面且槽底面和第一槽壁面留有余量；采用直型槽刀安装于斜刀柄上在垂直槽壁面上进行篦齿槽的二次粗加工，加工得到第二槽壁面的初步轮廓且第二槽壁面留有余量；采用直型槽刀安装于斜刀柄上分别沿篦齿槽的两侧槽壁面走刀后在篦齿槽的槽底面接刀，将粗加工后篦齿槽内壁面上的余量去除，完成篦齿槽的精加工。

进一步地，斜刀柄上用于安装直型槽刀的安装面与竖直方向的夹角小于或等于第二槽壁面与竖直方向的夹角。

进一步地，所需加工的篦齿槽为直篦齿槽，零件壁面上开设篦齿槽的区域具有加工空间，直篦齿槽的两侧槽壁面沿零件壁面的垂直方向开设或直篦齿槽的两侧槽壁面的槽口端分别向相对应的槽外倾斜开设，篦齿槽的粗加工和精加工，包括以下步骤：将直型槽刀安装于直刀柄上并垂直零件壁面进行篦齿的粗加工，加工得到篦齿的初步轮廓且内壁面留有余量；将直型槽刀安装于斜刀柄上分别从槽口处沿两侧槽壁面向槽底走刀后在槽底面接刀，将篦齿槽内壁面的余量去除，得到所需加工的篦齿槽。

进一步地，篦齿槽的精加工，包括以下步骤：槽刀从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第一槽壁面向槽底面走刀，去除第一槽壁面和槽底面上的部分余量；槽刀从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第二槽壁面向槽底面走刀，去除第二槽壁面和槽底面上的部分余量；循环进行上述步骤后，将第一槽壁面和第二槽壁面上的余量全部去除。

进一步地，篦齿槽粗加工后，篦齿槽的内壁面上留有0.3mm的余量；篦齿槽精加工时，槽刀每次分别沿篦齿槽的第一槽壁面和第二槽壁面向篦齿槽的槽底面走刀去除0.1mm的余量，循环三次后将篦齿槽内壁面上的余量全部去除。

进一步地，零件的外壁面沿周向设有环形槽，篦齿槽为开设于环形槽的槽壁面上的半封闭篦齿槽，采用l型槽刀安装于直刀柄或斜刀柄上并伸入环形槽中在环形槽的侧壁面上进行篦齿槽的粗加工和精加工。

进一步地，l型槽刀的刀刃面为圆弧面，l型槽刀的外侧刀面与刀背面之间设有斜背面以避免刀刃伸入至加工位置处加工时刀背面对篦齿槽造成干涉。

根据本发明的另一方面，还提供一种篦齿结构的加工方法，用于加工由多个篦齿槽排列构成的篦齿结构，包括以下步骤：粗加工槽刀从靠近篦齿槽的第一槽壁面的槽口端的加工位置处沿篦齿槽的宽度方向移动，直至粗加工槽刀移动至靠近向靠近第二槽壁面的槽口端，完成篦齿槽的一层切削；以上述方式依次对每个篦齿槽进行加工，完成所有篦齿槽的一层切削；粗加工槽刀返回至第一个篦齿槽作为起始位置或者以最后一个篦齿槽作为起始位置，并以上述方式依次完成所有篦齿槽的下一层切削；粗加工槽刀逐层向下加工，直至完成靠近槽底面的一层切削，得到所有篦齿槽的初步轮廓，篦齿槽的内壁面均留有余量，完成篦齿结构的粗加工；精加工槽刀依次从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第一槽壁面向槽底面走刀，将多个篦齿槽的第一槽壁面以及槽底面上的部分余量去除；精加工槽刀依次从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第二槽壁面向槽底面走刀，将多个篦齿槽的第二槽壁面以及槽底面上的部分余量去除；循环上述精加工槽刀的走刀路径，直至多个篦齿槽的内壁面的余量全部去除，完成篦齿结构的精加工。

进一步地，篦齿槽的数量超过3个或者超过4个或者超过5个，采用多把粗加工槽刀对篦齿槽进行加工，每把粗加工槽刀依次对3-5个篦齿槽进行粗加工后更换另一把粗加工槽刀。

本发明具有以下有益效果：

本发明的篦齿槽的加工方法，首先采用槽刀在零件壁面上进行篦齿槽的粗加工，得到篦齿槽的初步轮廓，篦齿槽的内壁面留有余量，再采用槽刀分别从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的两侧槽壁面向槽底面走刀，从而将两侧槽壁面以及槽底面上的余量去除，槽刀与槽壁面之间的夹角小，减小了槽壁面垂直方向的受力，从而避免槽壁面受压倾倒导致篦齿槽角度出现偏差，篦齿槽两侧的槽壁面受力均匀。

本发明的篦齿结构的加工方法，首先选用粗加工槽刀沿篦齿槽的排列方向在零件的加工壁面上往返多次后加工出多个篦齿槽的初步轮廓，再选用精加工槽刀从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第一槽壁面向槽底面走刀，依次将多个篦齿槽的第一槽壁面以及槽底面上的部分余量去除，再从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第二槽壁面向槽底面走刀，依次将多个篦齿槽的第二槽壁面以及槽底面上的部分余量去除，当精加工槽刀对前一个篦齿槽的第二槽壁面切削去余量时，前一个篦齿槽的第二槽壁面受切削力的影响向相邻篦齿槽倾斜，通过接下来对相邻篦齿槽的第一槽壁面切削去余量时，相邻篦齿槽的第一槽壁面受切削力的影响向前一个篦齿槽倾斜，从而使前一个篦齿槽偏斜的第二槽壁面纠正，从而避免了多个篦齿槽均朝一个方向倾斜导致的倒齿现象，精加工槽刀通过多次循环走刀后将多个篦齿槽的第一槽壁面、第二槽壁面以及槽底面上的余量全部去除，通过粗加工槽刀和精加工槽刀依次对多个篦齿槽进行加工，提高了多个篦齿槽尺寸的一致性，并且通过精加工槽刀分多次将篦齿槽内壁面上的余量去除，避免一次切削去余量时切削力度大导致篦齿槽的第一槽壁面和/或第二槽壁面的倾斜角度过大即篦齿结构倒齿。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的斜篦齿槽的加工区域示意图；

图2是本发明优选实施例的斜篦齿槽的走刀路径示意图；

图3是本发明优选实施例的直篦齿槽的走刀路径示意图；

图4是本发明优选实施例的l型槽刀的结构示意图；

图5是本发明优选实施例的篦齿结构的走刀路径的示意图。

图例说明：

a、第一槽壁面；b、第二槽壁面；c、斜篦齿槽的二次粗加工区域；d、斜篦齿槽的一次粗加工区域；e、斜篦齿槽的粗加工路径；f、斜篦齿槽的精加工路径；g、直篦齿槽的粗加工路径；h、直篦齿槽的精加工路径。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的斜篦齿槽的加工区域示意图；图2是本发明优选实施例的斜篦齿槽的走刀路径示意图；图3是本发明优选实施例的直篦齿槽的走刀路径示意图；图4是本发明优选实施例的l型槽刀的结构示意图；图5是本发明优选实施例的篦齿结构的走刀路径的示意图。

如图2和图3所示，本实施例的篦齿槽的加工方法，用于加工形成篦齿结构的篦齿槽，包括以下步骤：采用槽刀在零件壁面上进行篦齿槽的粗加工，加工得到篦齿槽的初步轮廓且内壁面留有余量；采用槽刀分别沿篦齿槽的两侧槽壁面走刀后在篦齿槽的槽底面接刀，将粗加工后篦齿槽内壁面上的余量去除，完成篦齿槽的精加工。本发明的篦齿槽的加工方法，首先采用槽刀在零件壁面上进行篦齿槽的粗加工，得到篦齿槽的初步轮廓，篦齿槽的内壁面留有余量，再采用槽刀分别沿篦齿槽的两侧槽壁面走刀，从而将两侧槽壁面上的余量去除，槽刀与槽壁面之间的夹角小，减小了槽壁面垂直方向的受力，从而避免槽壁面受压倾倒导致篦齿槽角度出现偏差，篦齿槽两侧的槽壁面受力均匀，并且槽刀在槽底面接刀即槽刀沿一侧槽壁面走刀至槽底面处退刀，槽刀无需在槽底面进行大角度的转刀以走刀至另一侧侧壁面，从而避免槽刀大角度的转刀时对篦齿槽造成干涉。在本实施例中，篦齿槽粗加工采用刀刃面的半径为0或0.1mm的锋利的槽刀，切削轻快，便于对篦齿槽的深处进行切削。

如图1和图2所示，在本实施例中，所需加工的篦齿槽为斜篦齿槽，零件壁面上开设篦齿槽的区域具有加工操作空间，斜篦齿槽的第一槽壁面a的槽口端朝向槽外倾斜，第二槽壁面b与第一槽壁面a朝同一方向倾斜且与第一槽壁面a的倾斜角度相同或不同，篦齿槽的粗加工和精加工，包括以下步骤：采用直型槽刀安装于直刀柄上垂直零件壁面进行篦齿槽的一次粗加工，加工得到槽口、槽底面、第一槽壁面a的初步轮廓以及另一侧的垂直槽壁面且槽底面和第一槽壁面a留有余量；采用直型槽刀安装于斜刀柄上在垂直槽壁面上进行篦齿槽的二次粗加工，加工得到第二槽壁面b的初步轮廓且第二槽壁面b留有余量；采用直型槽刀安装于斜刀柄上分别沿篦齿槽的两侧槽壁面走刀后在篦齿槽的槽底面接刀，将粗加工后篦齿槽内壁面上的余量去除，完成篦齿槽的精加工。斜篦齿槽的粗加工路径如图2中路径e所示。因此，在进行篦齿槽的二次粗加工时，斜刀柄沿零件壁面的垂直方向将安装于斜刀柄上的直行槽刀送至一次粗加工后篦齿槽的垂直壁面处切削加工得到第二槽壁面b的初步轮廓。在进行篦齿槽的精加工时，斜刀柄沿零件壁面的垂直方向将安装于斜刀柄上的直型槽刀送至二次粗加工后篦齿槽的槽口处，使直型槽刀从篦齿槽的槽口处沿第一槽壁面a或第二槽壁面b向槽底面走刀并以此路径在第一槽壁面a和第二槽壁面b多次循环交替走刀后将第一槽壁面a和第二槽壁面b上的余量去除。斜篦齿槽的一次粗加工的区域如图1中区域d所示。斜篦齿槽的一次粗加工的区域如图1中区域c所示。斜篦齿槽的精加工路径如图2中路径f所示。斜刀柄上用于安装直型槽刀的安装面与竖直方向的夹角小于或等于第二槽壁面b与竖直方向之间的夹角以避免安装于直型槽刀走刀切削时斜刀柄对篦齿槽的其他部位造成干涉而导致篦齿槽变形。

如图3所示，所需加工的篦齿槽为直篦齿槽，零件壁面上开设篦齿槽的区域具有加工空间具有加工空间，直篦齿槽的两侧槽壁面沿零件壁面的垂直方向开设或直篦齿槽的两侧槽壁面的槽口端分别向相对应的槽外倾斜开设，篦齿槽的粗加工和精加工，包括以下步骤：将直型槽刀安装于直刀柄上并垂直零件壁面进行篦齿的粗加工，加工得到篦齿的初步轮廓且内壁面留有余量；将直型槽刀安装于斜刀柄上分别从槽口处沿两侧槽壁面向槽底走刀后在槽底面接刀，将篦齿槽内壁面的余量去除，得到所需加工的篦齿槽。直篦齿槽的粗加工路径如图3中的路径g所示。

如图3所示，篦齿槽的精加工，包括以下步骤：槽刀从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第一槽壁面a向槽底面走刀，去除第一槽壁面a和槽底面上的部分余量；槽刀从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第二槽壁面b向槽底面走刀，去除第二槽壁面b和槽底面上的部分余量；循环进行上述步骤后，将第一槽壁面a和第二槽壁面b上的余量全部去除。直篦齿槽的精加工路径如图3中路径h所示。在本实施例中，篦齿槽粗加工后，篦齿槽的内壁面上留有0.3mm的余量；篦齿槽精加工时，槽刀每次分别沿篦齿槽的第一槽壁面a和第二槽壁面b向篦齿槽的槽底面走刀去除0.1mm的余量，循环三次后将篦齿槽内壁面上的余量全部去除。可选地，篦齿槽的内壁上留有0.4mm的余量，槽刀每次沿篦齿槽的第一槽壁面a和第二槽壁面b向篦齿槽的槽底面走刀去除0.1mm的余量，循环四次后将篦齿槽内壁面上的余量全部去除。可选地，篦齿槽的内壁上留有0.4mm的余量，槽刀每次沿篦齿槽的第一槽壁面a和第二槽壁面b向篦齿槽的槽底面走刀去除0.2mm的余量，循环俩次后将篦齿槽内壁面上的余量全部去除。通过将篦齿槽内壁面上的余量分多次切削除去，槽刀的切削力度小，从而避免篦齿槽的第一槽壁面a和第二槽壁面b受力倾斜。在本实施例中，篦齿槽的第一槽壁面和第二槽壁面与槽壁面均为圆弧过渡。当第一槽壁面a与第二槽壁面b的倾斜角度不同时，第一槽壁面a和第二槽壁面b与槽底面之间的过渡圆弧的半径不同，通过槽刀分别从槽口沿第一槽壁面a和第二槽壁面b的向槽底面走刀，分别切削加工出两个半径不同的圆弧面，易于控制圆弧面的加工尺寸。

如图4所示，零件的外壁面沿周向设有环形槽，篦齿槽为开设于环形槽的槽壁面上的半封闭篦齿槽，采用l型槽刀安装于直刀柄或斜刀柄上并伸入环形槽中在环形槽的槽壁面上进行篦齿槽的粗加工和精加工。l型槽刀的刀刃面为圆弧面，l型槽刀的外侧刀面与刀背面之间设有斜背面以避免刀刃伸入至加工位置处加工时刀背面对篦齿槽造成干涉。由于半封闭篦齿槽开设于零件内腔的侧壁面上，安装于直刀柄或斜刀柄上的直型槽刀均无法到达篦齿槽的加工位置处，篦齿槽的加工位置处的一侧缺少足够的加工空间以使直刀柄或斜刀柄垂直零件内腔侧壁面将直型刀送至加工位置处，因此通过将l型槽刀安装于直刀柄或斜刀柄上，直刀柄或斜刀柄沿零件内腔侧壁面将l型槽刀送至加工位置处。

在另一实施例中，所需加工的篦齿槽的第一槽壁面a和第二槽壁面b均向槽内倾斜，篦齿槽的粗加工，包括以下步骤：采用直型槽刀安装于直刀柄上垂直零件壁面进行篦齿槽的一次粗加工，加工得到槽口与所需加工的篦齿槽相同的方形槽且槽底面留有余量；采用直型槽刀安装于斜刀柄上在方形槽两侧的垂直槽壁面上进行篦齿槽的二次粗加工，加工的到第一槽壁面a和第二槽壁面b的初步轮廓且第一槽壁面a和第二槽壁面b留有余量。

如图5所示，本发明的篦齿结构的加工方法，用于加工由多个篦齿槽排列构成的篦齿结构，包括以下步骤：粗加工槽刀从靠近篦齿槽的第一槽壁面a的槽口端的加工位置处沿篦齿槽的宽度方向移动，直至粗加工槽刀移动至靠近向靠近第二槽壁面b的槽口端，完成篦齿槽的一层切削；以上述方式依次对每个篦齿槽进行加工，完成所有篦齿槽的一层切削；粗加工槽刀返回至第一个篦齿槽作为起始位置或者以最后一个篦齿槽作为起始位置，并以上述方式依次完成所有篦齿槽的下一层切削；粗加工槽刀逐层向下加工，直至完成靠近槽底面的一层切削，得到所有篦齿槽的初步轮廓，篦齿槽的内壁面均留有余量，完成篦齿结构的粗加工；精加工槽刀依次从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第一槽壁面a向槽底面走刀，将多个篦齿槽的第一槽壁面a以及槽底面上的部分余量去除；精加工槽刀依次从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第二槽壁面b向槽底面走刀，将多个篦齿槽的第二槽壁面b以及槽底面上的部分余量去除；循环上述精加工槽刀的走刀路径，直至多个篦齿槽的内壁面的余量全部去除，完成篦齿结构的精加工。本发明的篦齿结构的加工方法，首先选用粗加工槽刀沿篦齿槽的排列方向在零件的加工壁面上往返多次后加工出多个篦齿槽的初步轮廓，再选用精加工槽刀从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第一槽壁面a向槽底面走刀，依次将多个篦齿槽的第一槽壁面a以及槽底面上的部分余量去除，再从篦齿槽的槽口处沿篦齿槽的第二槽壁面b向槽底面走刀，依次将多个篦齿槽的第二槽壁面b以及槽底面上的部分余量去除，当精加工槽刀对前一个篦齿槽的第二槽壁面b切削去余量时，前一个篦齿槽的第二槽壁面b受切削力的影响向相邻篦齿槽倾斜，通过接下来对相邻篦齿槽的第一槽壁面a切削去余量时，相邻篦齿槽的第一槽壁面a受切削力的影响向前一个篦齿槽倾斜，从而使前一个篦齿槽偏斜的第二槽壁面b纠正，从而避免了多个篦齿槽均朝一个方向倾斜导致的倒齿现象，精加工槽刀通过多次循环走刀后将多个篦齿槽的第一槽壁面a、第二槽壁面b以及槽底面上的余量全部去除，通过粗加工槽刀和精加工槽刀依次对多个篦齿槽进行加工，提高了多个篦齿槽尺寸的一致性，并且通过精加工槽刀分多次将篦齿槽内壁面上的余量去除，避免一次切削去余量时切削力度大导致篦齿槽的第一槽壁面a和/或第二槽壁面b的倾斜角度过大即篦齿结构倒齿。

篦齿槽的数量超过3个或者超过4个或者超过5个，采用多把粗加工槽刀和多把精加工槽刀对篦齿槽进行加工，每把粗加工槽刀依次对3-5个篦齿槽进行粗加工后更换另一把粗加工槽刀，每把精加工槽刀依次对3-5个篦齿槽进行精加工后更换另一把精加工槽刀。避免同一把槽刀加工时间过长刀刃面受损，影响槽刀的使用寿命和篦齿结构的加工精度。

在本实施例中，多个篦齿槽精加工结束后，根据所需加工的篦齿结构中多个篦齿槽的设计尺寸和设计角度规划走刀路径，通过槽刀按照规划走刀路径在精加工完成后的篦齿槽中空走刀，槽刀走刀至篦齿槽的实际尺寸与设计尺寸不一致的位置处或实际角度与设计角度不一致的位置处时，当该位置处壁面厚度大于设计厚度时，槽刀将多余的部分切削去除，当该位置处倾斜角度小于设计角度时，该位置受到槽刀的施压后倾斜至设计角度，当该位置处倾斜角度大于设计角度时，当槽刀走至与该位置相邻篦齿槽的槽壁面上，相邻篦齿槽的槽壁面受到槽刀的施压后向槽外倾斜，从而使倾斜角度变小至设计角度，通过在多个篦齿槽中走空刀后将篦齿槽的尺寸和角度进行修正，从而提高篦齿结构的加工精度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。