一種葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面與棱面的加工方法及成型銑刀技術

一種加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀，由刀桿和刀齒組成，所述刀齒為四個，各刀齒的結構相同，均由刀片支承和焊接在刀片支承上的硬質合金刀片構成，所述硬質合金刀片的刃口型線與被加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的形狀相匹配。采用上述成型銑刀在數控銑床上加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面，被加工葉片的安裝位置應使其榫頭中心線與成型銑刀中心線形成夾角，通過程序控制成型銑刀沿榫頭壓力面和榫頭安裝板的回轉方向圓弧走刀；采用半徑為1.2mm～1.6mm的球面銑刀在數控銑床上加工榫頭棱面，通過程序控制球面銑刀沿榫頭棱面輪廓的橫向雙向走刀，并從榫頭基準面向榫頭安裝板方向運動。

A circular arc tenon blade pressure surface and related surface and processing method of edge surface and forming milling cutter

A circular arc tenon machining of blade pressure surface and the forming cutter, comprising a cutter rod and cutter, the cutter tooth is four, the same structure of the cutter blade, which is composed of supporting and welding the blade support on the carbide shape of the carbide blade cutting edge profile and machining of blade arc tenon and related surface pressure surface matching. The molding cutter in CNC milling machine blade pressure surface and circular arc tenon surface was machined blade installation location should make it the center line and center tenon forming milling cutter line form an angle, the direction of rotation arc process control along the pressure surface and forming milling cutter tenon tenon mounting plate cutter; with radius 1.2mm spherical cutter 1.6mm machining on CNC milling machine tenon edge surface, through program control of spherical cutter along the tenon edge surface profile of the lateral bidirectional cutting, and installation plate from the direction of movement for tenon tenon base.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于葉片榫頭加工領域，特別涉及一種葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面與棱面的加工方法及加工榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀
技術介紹
葉片是發動機、燃氣輪機、風機等設備上必不可少的零件，葉片榫頭的形狀和結構因發動機、燃氣輪機、風機的類型不同而不同。圖5、圖6所示的葉片榫頭是一種圓弧形榫頭，此種圓弧形榫頭的壓力面輪廓度為重要特性，公差為±0.007mm，且榫頭整體帶安裝板，壓力面的加工涉及安裝板的加工和壓力面與安裝板之間的弧形轉接面的加工，因而加工困難，尺寸精度難以保證，其最大加工難度是在銑削壓力面及壓力面與安裝板之間的弧形轉接面時會出現接刀痕，稍有偏斜，就會將零件尺寸超差報廢；再者是四個榫頭棱面的加工，由于榫頭棱面的倒圓半徑小且倒圓半徑不斷變化，因而加工時難于實現轉接處的圓滑過渡，很難保證加工質量。上述圓弧形榫頭壓力面的加工，現有技術普遍使用單一的壓力面成型銑刀和球頭銑刀相結合加工，成型銑刀僅用于加工壓力面，而壓力面與安裝板之間的弧形轉接面則用球頭銑刀加工，葉片在銑床上裝夾時，成型銑刀的中心線與榫頭中心線平行，因而容易出現接刀痕，甚至出現嚴重過切，難以保證加工精度，零件報廢率較高。上述榫頭棱面的加工，現有技術一般采用鉗工修磨，這種加工方法不僅對鉗修技能要求高，而且耗時耗力，難以提高功效并保證尺寸。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面與棱面的加工方法及加工榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀，以避免出現接刀痕，提高所加工榫頭的合格率和加工功效。本專利技術中，榫頭壓力面的相關面是指榫頭安裝板及壓力面與安裝板之間的弧形轉接面。為了解決榫頭壓力面及其相關面的同時加工并避免出現接刀痕，本專利技術的技術方案是：設計、制造了一種新的成型銑刀；對成型銑刀與被加工葉片榫頭之間的相對安裝位置進行了改進；建立被加工葉片榫頭的模型(見圖6)，使用專業編程軟件hyperMILL(通過市場購買)編制程序，加工時控制成型銑刀沿榫頭壓力面和榫頭安裝板的回轉方向圓弧走刀。為了實現榫頭棱面的銑削加工，本專利技術的技術方案是：選用半徑為1.2mm～1.6mm的球面銑刀作為加工刀具；建立榫頭棱面的模型(見圖7)，使用專業編程軟件hyperMILL(通過市場購買)編制程序，加工時控制球面銑刀沿榫頭棱面輪廓的橫向雙向走刀，并從榫頭基準面向榫頭安裝板方向運動。本專利技術所述加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀，由刀桿和刀齒組成，所述刀齒為四個，各刀齒的結構相同，均由刀片支承和焊接在刀片支承上的硬質合金刀片構成，所述硬質合金刀片的刃口型線與被加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的形狀相匹配，所述刀桿為圓柱形，四個刀齒環繞刀桿的一端端部相距等角度設置，它們的刀片支承分別與刀桿固連或為一體化結構。上述成型銑刀，其硬質合金刀片的刃口型線從刀齒上端至下端依次為葉片圓弧形榫頭安裝板加工段、弧形轉接面加工段和葉片圓弧形榫頭壓力面加工段。上述成型銑刀，其直徑D為20mm～25mm。上述成型銑刀，其刀桿和刀片支承選用42CrMo制作，硬質合金刀片選用硬質合金K40UF制作。上述成型銑刀，采用數控工具磨來磨削硬質合金刀片刃口，可達到整體型線輪廓0.03mm、受力面型線輪廓0.015mm的加工精度，以保證被加工葉片榫頭的質量和減少銑刀的修磨次數。本專利技術所述葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面與棱面的加工方法，是在榫頭壓力面及其相關面的加工完成后，再進行榫頭棱面的加工：①榫頭壓力面及其相關面的加工使用數控銑床及上述加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀進行加工，操作如下：ⅰ.將被加工葉片安裝在數控銑床的工作臺上，將所述成型銑刀安裝在數控銑床的主軸上，被加工葉片的安裝位置應使其榫頭中心線與成型銑刀中心線形成夾角，夾角大小的確定標準是滿足加工過程中成型銑刀刃口型線中的安裝板加工段與榫頭安裝板保持相切狀態；ⅱ.將所述成型銑刀運行至榫頭壓力面一側的加工位置，然后通過程序控制成型銑刀沿榫頭壓力面和榫頭安裝板的回轉方向圓弧走刀，即可同時完成榫頭壓力面、榫頭安裝板及壓力面與安裝板之間的弧形轉接面的加工；②榫頭棱面的加工使用數控銑床及半徑為1.2mm～1.6mm的球面銑刀進行加工，操作如下：ⅰ.取下所述成型銑刀，將所述球面銑刀安裝在數控銑床的主軸上；ⅱ.將所述球面銑刀運行至榫頭棱面的加工位置，然后通過程序控制球面銑刀沿榫頭棱面輪廓的橫向雙向走刀，并從榫頭基準面向榫頭安裝板方向運動，當球面銑刀從榫頭基準面運動至榫頭安裝板，即可完成榫頭棱面的加工。上述加工方法，當榫頭的材料為鈦合金時，加工榫頭壓力面及其相關面時的主軸轉速為180rpm～800rpm、進給速度為20mm/min～50mm/min，加工榫頭棱面時的主軸轉速為2000rpm～3500rpm、進給速度為100mm/min～200mm/min。上述加工方法，當榫頭的材料為高溫合金時，加工榫頭壓力面及其相關面時的主軸轉速為100rpm～600rpm、進給速度為15mm/min～100mm/min，加工榫頭棱面時的主軸轉速為2500rpm～3000rpm、進給速度為80mm/min～150mm/min。本專利技術具有以下有益效果：1、由于本專利技術所述成型銑刀的刃口型線與被加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的形狀相匹配，且成型銑刀與被加工葉片榫頭之間的相對安裝位置保證了加工過程中成型銑刀刃口型線中的安裝板加工段與榫頭安裝板保持相切狀態，成型銑刀在程序控制下沿榫頭壓力面和榫頭安裝板的回轉方向按一定的切削速度圓弧走刀，因而不僅對榫頭壓力面、安裝板及壓力面與安裝板之間的弧形轉接面實現了同時完成加工，而且弧形轉接面與榫頭壓力面之間、弧形轉接面與榫頭安裝板之間無接刀痕，實現了光滑過渡，保證了加工精度。2、由于使用數控銑床及半徑為1.2mm～1.6mm的球面銑刀對榫頭棱面進行加工，在程序控制下球面銑刀沿榫頭棱面輪廓的橫向雙向走刀，并從榫頭基準面向榫頭安裝板方向運動，與鉗工修磨加工相比，不僅提高了榫頭棱面加工的合格率(由鉗工修磨的50％合格率提高到90％合格率)，而且提高了加工功效。附圖說明圖1是本專利技術所述加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀的立體圖；圖2是圖1的主視圖；圖3是圖1的左視圖；圖4是本專利技術所述加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀中硬質合金刀片的刃口型線示意圖；圖5是一種被加工葉片的示意圖；圖6是圖5中葉片圓弧形榫頭的模型圖；圖7是圖6的投影圖；圖8是葉片圓弧形榫頭在數控銑床上的裝夾示意圖；圖9是圖8的左視圖；圖10是圖8的俯視圖；圖11是圖10中A處的放大圖；圖12是用成型銑刀加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的示意圖；圖13是球面銑刀的示意圖；圖14是用球面銑刀加工葉片圓弧形榫頭棱面時第一次進刀的示意圖；圖15是加工完葉片圓弧形榫頭棱面后球面銑刀的退刀示意圖；圖16是加工葉片圓弧形榫頭棱面時球頭銑刀的走刀軌跡示意圖。圖中，1—成型銑刀刀桿、2—成型銑刀刀齒、2-1—硬質合金刀片、2-1-1—葉片圓弧形榫頭安裝板加工段、2-1-2—轉接弧面加工段、2-1-3—葉片圓弧形榫頭壓力面加工段、2-2—刀片支承、3—成型銑刀中心線、4—被加工葉片、4-1—榫頭壓力面、4-本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀，其特征在于由刀桿(1)和刀齒(2)組成，所述刀齒為四個，各刀齒的結構相同，均由刀片支承(2?2)和焊接在刀片支承上的硬質合金刀片(2?1)構成，所述硬質合金刀片的刃口型線與被加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的形狀相匹配，所述刀桿(1)為圓柱形，四個刀齒環繞刀桿的一端端部相距等角度設置，它們的刀片支承(2?2)分別與刀桿(1)固連或為一體化結構。

【技術特征摘要】
1.一種加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀，其特征在于由刀桿(1)和刀齒(2)組成，所述刀齒為四個，各刀齒的結構相同，均由刀片支承(2-2)和焊接在刀片支承上的硬質合金刀片(2-1)構成，所述硬質合金刀片的刃口型線與被加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的形狀相匹配，所述刀桿(1)為圓柱形，四個刀齒環繞刀桿的一端端部相距等角度設置，它們的刀片支承(2-2)分別與刀桿(1)固連或為一體化結構。2.根據權利要求1所述加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀，其特征在于所述硬質合金刀片的刃口型線從刀齒上端至下端依次為葉片圓弧形榫頭安裝板加工段(2-1-1)、弧形轉接面加工段(2-1-2)和葉片圓弧形榫頭壓力面加工段(2-1-3)。3.根據權利要求1或2所述加工葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面的成型銑刀，其特征在于該銑刀的直徑D為20mm～25mm。4.一種葉片圓弧形榫頭壓力面及其相關面與棱面的加工方法，所述榫頭壓力面(4-1)的相關面為榫頭安裝板(4-2)及壓力面與安裝板之間的弧形轉接面(4-3)，其特征在于榫頭壓力面及其相關面的加工完成后，再進行榫頭棱面的加工：①榫頭壓力面及其相關面的加工使用數控銑床及權利要求1至3中任一權利要求所述成型銑刀進行加工，操作如下：ⅰ.將被加工葉片(4)安裝在數控銑床的工作臺(5)上，將所述成型銑刀(8)安裝在數控銑床的主軸上，被加工葉片的安裝位置應使其榫頭中心線(9)與成型銑刀中心線(3)形成夾角，夾角大小的確定標準是滿足加工過程中成型銑刀刃口型線中的安裝板加工段(2-1-1)與榫頭安裝板(4-2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王照銘，李惠，李曉彥，羅培真，裴聰，易學琴，印燦，
申請(專利權)人：四川成發航空科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51