株硬刀具在航空行業的應用之渦輪機匣

2015-06-14 11:27:08 admin

 

數控刀具

燃燒室前端機匣,薄壁環形件,剛性差,材料去除量大,加工過程中極易產生變形;兩端有裝配定位與連接作用的安裝邊,安裝邊上有精密定位孔及螺栓連接孔,外表麵有各種凸台及不同作用的孔和槽。尺寸精度高、技術要求嚴格;內部構形複雜、環形槽區域狹窄,容刀空間狹小;環形槽部位壁薄,壁厚也不均勻;以上因素使得機匣零件在加工過程中的穩定性和剛性較差,抵抗徑向變形的能力更差。

零件材料為高溫合金Inconel 718,具有高硬度、高強度、耐腐蝕、耐高溫的難加工特性,刀具磨損劇烈,在高的切削溫度下,刀具將產生嚴重的擴散磨損;加工硬化現象嚴重,切削更加困難;加工過程中切削力大,為一般鋼材的2-3倍;導熱係數低,導熱性差,切削熱集中在刀尖附近,切削溫度高。

該零件的加工工藝流程如下:

粗車小端外形——粗車大端內型——車大端基準——粗精車小端——精車大端內型——銑外側環形槽——銑外側凸台輪廓——銑外側凸台麵——外側凸台輪廓清根——銑內側壁環形槽——銑大端內側壁環形槽(1)——銑大端內側壁環形槽(2)——大端內壁環形槽輪廓清根——大端銑內壁精T型槽——精車基準——精車大端

 

數控刀具 數控刀具

毛坯 成品(紅色部分)

毛坯原為鍛件,經過粗加工後初步成型,最終的成品相對於毛坯來說,材料去除量超過50%,結構相對比較複雜且為薄壁件,切削過程中加工變形會給切削加工帶來困難。在選擇刀具的時候,應優先選擇刃口鋒利的槽型,減小切削阻力和加工變形。

 

粗車小端外型

 

數控刀具

加工特點:粗加工工序,餘量去除率大,同時對加工效率要求高

加工設備:數控立車

選刀原則:粗車外形結構相對簡單,著重考慮加工效率問題,優先選用陶瓷刀具。公司的RCGN\RNGN等圓刀片係列,已經成功應用在航空車削領域,結合CA1000牌號能夠大幅度提高切削效率。

外圓用正角刀片:CRSCR3232P09(CA1000/ RCGN090700T01015-V)

端麵用負角刀片:CRDNN3232P12(CA1000/ RNGN120400T02020)

切削參數:V=200m/min,fr=0.25mm/r

 

粗車大端內型

 

數控刀具

加工特點:粗加工工序,餘量去除率大,同時對加工效率要求高

加工設備:數控立車

選刀原則:與上一道工序在同一機床加工,可以共用刀具。同樣選擇陶瓷刀片加工。

外圓、內型麵均用正角帶片。

使用刀具:CRSCR3232P09

使用刀片:CA1000/ RCGN090700T01015-V

切削參數:V=200m/min,fr=0.2mm/r

 

車大端基準

 

數控刀具

加工特點:車基準麵

加工設備:數控立車

選刀原則:高溫合金精加工刀片,薄壁零件需槽型鋒利減小切削力,重複定位精度高;刀杆夾緊安全可靠。公司-NF標準車削槽型適合高溫合金薄壁件的精加工,選擇刀尖強度較高的55°D型刀片,槽型鋒利,定位麵精磨,可增加重複定位精度。刀杆用M類壓緊方式,夾緊安全可靠。刀片牌號選用耐磨性好的YBG105,提高使用壽命。

使用刀具:MDJNR3232P15

使用刀片:YBG105/DNEG150608-NF

使用刀具:MDJNL3232P15

使用刀片:YBG105/DNEG150608-NF

切削參數:V=40m/min,fr=0.15mm/r

 

粗精車小端

 

數控刀具 數控刀具

加工特點:大端精車麵定位加工小端內外型麵,結構複雜,涉及到異型槽需設計非標刀具,同時壁薄,切削阻力大。

加工設備:數控立車

選刀原則:切槽用方頭刀片去粗,圓頭刀片仿形精加工,內型麵異型槽刀具為非標設計,外圓槽用標準刀具;車削精加工選用鋒利槽型。公司高溫合金切槽加工刀片ZIMF用於去粗、ZIGQ仿形精加工,內型麵異型槽配套刀杆非標設計,外圓槽用公司標準刀杆;車削刀片用標準D型-NF鋒利槽型,刀杆M類壓緊方式。刀片牌號選用耐磨性好的YBG105,提高使用壽命。

數控刀具 數控刀具 數控刀具 數控刀具

內型麵直槽:QEKS3232R12-6N(YBG105/ZIMF608N-NM/ZIGQ6N-NM)

外型麵直槽:QEGS3232R12-4N(YBG105/ZIMF406N-NM/ZIGQ4N-NM)

內型麵異型槽:異型刀杆1(YBG105/ZIMF304N-NM/ZIGQ3N-NM)

外型麵異型槽:異型刀杆2(YBG105/ZIMF608N-NM/ZIGQ6N-NM)

切削參數:方頭刀去粗:V=40m/min,fr=0.25mm/r

球頭刀仿形:V=50m/min,fr=0.15mm/r

內型麵:MDJNL3232P15(YBG105/DNEG150608-NF)

基準麵:MDJNR3232P15(YBG105/DNEG150608-NF)

切削參數:V=50m/min,fr=0.15mm/r

 

精車大端內型

 

數控刀具

加工特點:內、外型麵及基準麵精車,最薄部位壁厚僅3.5mm,加工變形嚴重。

加工設備:數控立車

選刀原則:高溫合金精加工刀片,薄壁零件需槽型鋒利減小切削力,重複定位精度高;刀杆夾緊安全可靠。

公司對應產品係列:公司-NF標準車削槽型適合高溫合金薄壁件的精加工,由於角度限製,選擇通用性更好

的35°V型刀片,槽 型鋒利,定位麵精磨,可增加重複定位精度。刀杆用M類壓緊方式,

夾緊安全可靠。刀片牌號選用耐磨性好的YBG105,提高使用壽命。

使用刀具:MVJNR3232P16(YBG105/VNEG160408-NF)

使用刀具:MVJNL3232P16(YBG105/VNEG160408-NF)

切削參數:V=50m/min,fr=0.15mm/r

 

銑外側環形槽

數控刀具

加工特點:環形槽圓周尺寸較大

加工設備:三軸銑床

選刀原則:要求加工效率高。根據零件結構特點及角度約束,設計非標三麵刃結構刀具。直麵上的槽選用MPHT係列刀片,斜麵上的槽選用CNE544R08-2,牌號均用YBG205。

數控刀具 數控刀具

直麵:SMPX-160-B40-MP08-14(YBG205/MPHT080305-DM)

斜麵:SMPX-160X25-B40-CNE544-16(YBG205/CNE544R08-2)

切削參數:V=50m/min,fz=0.15mm/z

 

銑外側凸台輪廓

數控刀具 數控刀具

加工特點:凸台間距較小,切深不大

加工設備:五軸銑床

選刀原則:由於被加工區域較窄,選用小直徑杆式立六月丁香進行插銑,提高效率。選用XMR直柄刀具比較合適。

使用刀具:XMR01-020-G20-WP05-02-M

使用刀片:YBG205/ WPGT050315ZSR

切削參數:V=80m/min,fz=0.12mm/z

銑外側凸台麵

數控刀具

加工特點:麵銑加工,餘量不大

加工設備:五軸銑床

選刀原則:高溫合金麵銑,注重加工效率與成本。公司FMA01/FMA02係列裝SEET刀片,以及大進給係列等均可進行高溫合金麵銑,考慮到銑削餘量不大,選擇XMR01大進給係列進行插銑加工,根據凸台輪廓尺寸選擇合適刀具直徑,刀片牌號選擇YBG205。

使用刀具:XMR01-063-A22-WP08-04

使用刀片:YBG205/WPGT080615ZSR

切削參數:V=80m/min,fz=0.15mm/z

外側凸台輪廓清根

數控刀具

加工設備:五軸銑床

選刀原則:高溫合金整體六月丁香,公司GM係列球頭六月丁香可進行高溫合金加工,且性能穩定,根據零件圓弧角選擇對應刀具型號。

 

數控刀具

使用刀具: PM-2B-R3.0

切削參數:V=30m/min,fz=0.06mm/z

銑內側壁環形槽

 

數控刀具

加工特點:環形槽在直麵上,圓周尺寸較大

加工設備:三軸銑床

選刀原則:提高銑削效率並減少成本是關鍵,與外側直麵環形槽銑削共用刀具。

使用刀具:SMPX-160-B40-MP08-14

使用刀片:YBG205/MPHT080305-DM

切削參數:V=50m/min,fz=0.15mm/z

 

銑大端內側壁環形槽(1

 

數控刀具

加工特點:環形槽在斜麵上,圓周尺寸較大

加工設備:三軸銑床

選刀原則:提高銑削效率並減少成本是關鍵,與外側斜麵上環形槽銑削共用刀具。

 

使用刀具:SMPX-160X25-B40-CNE544-16

使用刀片:YBG205/CNE544R08-2

切削參數:V=50m/min,fz=0.15mm/z

 

銑大端內側壁環形槽(2

數控刀具

加工特點:部分槽圓周尺寸較小,無法用三麵刃六月丁香加工

加工設備:五軸加工中心或三軸銑床

選刀原則:公司FMR01係列杆式結構,裝配RCKT圓刀片,適合這種被加工結構,並可提高銑削效率。

使用刀具:FMR01-032-XP25-RC10-02

使用刀片:YBG302/RCKT10T3MO-DM

切削參數:V=50m/min,fz=0.15mm/z

 

大端內壁環形槽輪廓清根

 

數控刀具

加工設備:五軸加工中心或三軸銑床

選刀原則:高溫合金整體硬質合金六月丁香,與外側凸台輪廓清根共用同一把刀。

使用刀具:PM-2B-R3.0

切削參數:V=30m/min,fz=0.06mm/z

大端銑內壁精T型槽

數控刀具

加工特點:槽型為球麵

加工設備:五軸加工中心或三軸銑床加工

選刀原則:球麵加工,選用球頭六月丁香,公司BMR04刀具,裝配ZOHX係列全磨刀片,精度高,同時ZOHX3207-GF槽型鋒利且強度好,配合YBG252牌號,適用於精加工銑削。

 

使用刀具:BMR04-032-G32-M

使用刀片:YBG252/ZOHX3207-GF

切削參數:V=40m/min,fz=0.1mm/z

 

精車基準

數控刀具

加工特點:精車基準麵,最薄部位壁厚僅3.5mm,加工變形嚴重。

加工設備:數控立車

選刀原則:高溫合金精加工刀片,薄壁零件需槽型鋒利減小切削力,重複定位精度高;刀杆夾緊安全可靠。

公司-NF標準車削槽型適合高溫合金薄壁件的精加工,選擇刀尖強度較高的55°D型刀片,槽型鋒利,

定位麵精磨,可增加重複定位精度。刀杆用M類壓緊方式,夾緊安全可靠。結合ZIGQ3N-NM異型槽刀,

可以完成加工內容。刀片牌號選用耐磨性好的YBG105,提高使用壽命。

使用刀具:MDJNL3232P15

使用刀片:YBG105/DNEG150608-NF

異型刀杆2(YBG105/ZIGQ3N-NM)

切削參數:V=40m/min,fr=0.15mm/r

精車大端

數控刀具

加工特點:精車大端,壁厚僅3.5mm,加工變形嚴重。

加工設備:數控立車

選刀原則:高溫合金精加工刀片,薄壁零件需槽型鋒利減小切削力,重複定位精度高;刀杆夾緊安全可靠。公司-NF標準車削槽型適合高溫合金薄壁件的精加工,由於角度限製,選擇通用性更好的35°V型刀片,槽型鋒利,定位麵精磨,可增加重複定位精度。刀杆用M類壓緊方式,夾緊安全可靠。刀片牌號選用耐磨性好的YBG105,提高使用壽命。

使用刀具:MVJNR3232P16

使用刀片:YBG105/VNEG160408-NF

使用刀具:MVJNL3232P16

使用刀片:YBG105/VNEG160408-NF

切削參數:V=50m/min,fr=0.15mm/r