一种用于回转机匣的消除涂层与基体尺寸差异的加工方法与流程

本发明涉及航空大型涡扇发动机机匣加工技术领域，特别涉及一种用于回转机匣的消除涂层与基体尺寸差异的加工方法。

背景技术：

带有涂层的回转类机匣零组件在回转类机匣零件中所占比重较大，其中的耐磨涂层与封严涂层零件在车削加工时，由于基体材料与涂层材料的特性差异较大，导致涂层与基体尺寸尺寸很难保证。受以上因素的影响导致零件车削加工存在较大困难，消除涂层与基体尺寸差异的加工方法急待突破。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种用于回转机匣的消除涂层与基体尺寸差异的加工方法，适用于回转类机匣零件涂层车削加工，能够有效地消除涂层与基体的尺寸差异。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于回转机匣的消除涂层与基体尺寸差异的加工方法，包括如下步骤：

s1、确定回转机匣的涂层类型

所述涂层类型为封严涂层或者耐磨涂层；

s2、根据基体材料和涂层类型选用适合的刀具

加工封严涂层时，选用偏刀、球刀或中置刀加工；

加工耐磨涂层时，选用偏刀或中置刀加工；

s3、确定车削加工工艺路线

加工封严涂层时，采用在封严涂层与基体结合部位置进刀的进刀方式，先切削回转机匣基体，再切削封严涂层；

加工耐磨涂层时，采用在耐磨涂层与基体结合部位置进刀的进刀方式，先切削回转机匣基体；再采用在耐磨涂层中部切入的进刀方式，切削耐磨涂层。

进一步的，所述步骤s2中刀具的材料按照如下方式选择：

当基体材料为高温合金，涂层为封严涂层时，选用加工高温合金材料的刀片进行加工；

当基体材料为钛合金，涂层为封严涂层时，选用加工钛合金材料的刀片进行加工；

当基体材料为不锈钢，涂层为封严涂层时，选用加工不锈钢材料的刀片进行加工；

当基体材料为高温合金，涂层为镍铝类耐磨涂层时，选用加工高温合金材料的刀片进行加工；

当基体材料为不锈钢，涂层为碳化铬类耐磨涂层时，选用pcd刀片进行加工；

当基体材料为高温合金，涂层为碳化钨类耐磨涂层时，选用cbn刀片进行加工。

进一步的，在步骤s3车削加工的过程中，回转机匣被加工表面每切削完一刀之后，对基体和涂层结合部进行打表测量，检测基体和涂层结合部的基体表面和涂层表面是否存在高度差，如果基体表面和涂层表面存在高度差，进行补偿，使基体和涂层结合部的基体表面和涂层表面在同一平面上。

进一步的，在步骤s3车削加工的过程中，基体和涂层按照不同的切削参数进行加工。

优选的，加工封严涂层时，采用风冷的方式进行冷却；加工耐磨涂层时，采用浇注切削液或者风冷的方式进行冷却。

本发明的有益效果：

1)本发明能够有效解决带有涂层的回转类机匣零件车削加工过程中，遇到的各类耐磨涂层和封严涂层与基体尺寸差异大的难题；

2)本发明通过涂层类型选用刀具，并通过车削工艺路线设计和尺寸补偿等一套加工方法，消除涂层与基体的尺寸差异；

3)本发明已成功应用于多个型号回转类机匣零组件涂层的车削加工，操作方便，效果明显能够有效解决涂层零件的加工难题，保证加工质量，市场应用前景广阔，有巨大的提升空间和市场潜力。

本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的回转机匣设置有封严涂层的示意图。

图2是本发明实施例提供的回转机匣设置有耐磨涂层的示意图。

图3是本发明实施例提供的车加工封严涂层时的刀具的示意图。

图4是本发明实施例提供的车加工耐磨涂层时的刀具的示意图。

图5是本发明实施例提供的车加工带有封严涂层的回转机匣的示意图一。

图6是本发明实施例提供的车加工带有封严涂层的回转机匣的示意图二。

图7是本发明实施例提供的车加工带有耐磨涂层的回转机匣的示意图一。

图8是本发明实施例提供的车加工带有耐磨涂层的回转机匣的示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图8所示，本发明提供了一种用于回转机匣的消除涂层与基体尺寸差异的加工方法，包括如下步骤：

s1、确定回转机匣的涂层类型

如图1和图2所示，所述涂层类型为封严涂层或者耐磨涂层；

s2、根据基体材料和涂层类型选用适合的刀具

如图3和图4所示，加工封严涂层时，选用偏刀、球刀或中置刀加工；

加工耐磨涂层时，选用偏刀或中置刀加工。

进一步的，步骤s2中刀具的材料按照如下方式选择：

当基体材料为高温合金，涂层为封严涂层时，选用加工高温合金材料的刀片进行加工；

当基体材料为钛合金，涂层为封严涂层时，选用加工钛合金材料的刀片进行加工；

当基体材料为不锈钢，涂层为封严涂层时，选用加工不锈钢材料的刀片进行加工；

当基体材料为高温合金，涂层为镍铝类耐磨涂层时，选用加工高温合金材料的刀片进行加工；

当基体材料为不锈钢，涂层为碳化铬类耐磨涂层时，选用pcd刀片进行加工；

当基体材料为高温合金，涂层为碳化钨类耐磨涂层时，选用cbn刀片进行加工。

本实施例中，选用切削刀具要兼顾基体与涂层两种不同材料的加工，加工封严涂层等较软的涂层以及加工耐磨涂层这一类较硬的涂层时，刀片应选用正前角刀片，刀尖半径0.4mm至1.0mm。加工耐磨涂层时，刀片材质应首先满足耐磨涂层的加工需求，比如，当基体材料为不锈钢，涂层为碳化铬涂层时，选用pcd(人造金刚石)刀片进行加工；当基体材料为高温合金，涂层为碳化钨涂层时，选用cbn(立方氮化硼)刀片进行加工；当基体材料为高温合金，涂层为镍铝涂层时，选用涂层硬质合金刀片进行加工。

s3、确定车削加工工艺路线

加工封严涂层时，采用在封严涂层与基体结合部位置进刀的进刀方式，先切削回转机匣基体，再切削封严涂层。

如图5和图6所示，从封严涂层与基体结合部位进刀，向基体方向切出，切完封严涂层两侧的基体后，再从封严涂层与基体的一个结合部位进刀，从封严涂层与基体的另一个结合部位切出，切削封严涂层。

加工耐磨涂层时，采用在耐磨涂层与基体结合部位置进刀的进刀方式，先切削回转机匣基体；再采用在耐磨涂层中部切入的进刀方式，切削耐磨涂层。

如图7和图8所示，从耐磨涂层与基体的结合部进刀，向基体方向切出，切削基体，切完基体后，再从耐磨涂层中部进刀，分别向两侧切削耐磨涂层。

本发明中，封严涂层较为松软，切削基体时金属切屑流向已加工的封严涂层表面会对封严涂层表面造成的损伤，在加工封严涂层时，在封严涂层与回转机匣基体结合部位进刀切入零件，先进行基体材料切削后退刀，然后再次在封严涂层与基体结合部位进刀切入零件，进行封严涂层切削。耐磨涂层硬度较高，避免刀具的加工磨损，采用在耐磨涂层中部切入，再分别向耐磨涂层与基体结合部方向切出的方式。

进一步的，在步骤s3车削加工的过程中，回转机匣被加工表面每切削完一刀之后，对基体和涂层结合部进行打表测量，检测基体和涂层结合部的基体表面和涂层表面是否存在高度差，如果基体表面和涂层表面存在高度差，进行补偿，使基体和涂层结合部的基体表面和涂层表面在同一平面上。

本实施例中，切削一刀是指将被加工表面的基体表面和涂层表面都按设定的切削深度切削完一次。步骤s3的车削加工工艺路线给高度差补偿创造了条件，基体和涂层分别切削，基体和涂层可以给出不同的加工参数，补偿容易，在具体操作时，根据不同的材料特性采用车床程序进行补偿调整，消除高度差。

进一步的，在步骤s3车削加工的过程中，基体和涂层按照不同的切削参数进行加工。

本发明中，针对零件基体材料与涂层材料的切削特性差异较大的情况，对零件基体材料与涂层材料采用不同的切削参数进行加工。如：当零件基体材料为镍基高温合金，涂层为膨润土涂层，基体材料按线速度vc：50-60m/min、每转进给量f：0.10-0.2mm/r、切削深度ap：0.1-0.20mm进行加工，涂层材料按线速度vc：150m/min、每转进给量f：0.10-0.15mm/r、切削深度ap：0.1-0.20mm进行加工；当零件基体材料为不锈钢，涂层为碳化铬，基体材料按线速度vc：60-70m/min、每转进给量f：0.10-0.2mm/r、切削深度ap：0.1-0.20mm进行加工，涂层材料按线速度vc：25-30m/min、每转进给量f：0.1-0.15mm/r、切削深度ap：0.1-0.20mm进行加工；当零件基体材料为镍基高温合金，涂层为碳化钨涂层，基体材料按线速度vc：100m/min、每转进给量f：0.1-0.2mm/r、切削深度ap：0.05-0.10mm进行加工，涂层材料按线速度vc：100m/min、每转进给量f：0.05-0.1mm/r、切削深度ap：0.05-0.10mm进行加工。

作为优选，加工封严涂层时，采用风冷的方式进行冷却；加工耐磨涂层时，采用浇注切削液或者风冷的方式进行冷却。

本实施例中，根据涂层的特性选择在加工时是否浇注切削液；加工封严涂层时，不能浇注切削液，可以进行风冷；加工耐磨涂层时，可以浇注切削液。若用本发明的方法加工润滑涂层，加工润滑涂层时，不能浇注切削液，可以进行风冷。

需要说明的是，本发明的加工方法是在立式数控车床或卧式数控车床进行的回转类机匣零件加工。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。