專利名稱：K403鑄造鎳基高溫合金環(huán)形零件的銑削加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是K403鑄造鎳基高溫合金環(huán)形零件的銑削加工方法，屬機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
材料為K403的環(huán)形零件，抗拉強(qiáng)度達(dá)到400MPa，熔點(diǎn)為1500°C。屬于難加工材料。 該種零件采用三維數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)，毛坯為翻砂鑄造，加工余量大，該材料經(jīng)典加工方案為電火花機(jī)床加工。由于電火花機(jī)床加工時(shí)雖然加工效率較高，但是電流、電壓值對(duì)加工精度影響較大，零件尺寸很難保證。加之該零件為窄筋加大面腹板構(gòu)成，采用電火花機(jī)床加工時(shí)， 筋寬的尺寸較難控制，腹板的平面度也較難控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題而設(shè)計(jì)提供了一種K403鑄造鎳基高溫合金環(huán)形零件的銑削加工方法，其目的是提高加工精度、加工效率，減少了鉗工拋磨修整的時(shí)間。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的K403鑄造鎳基高溫合金環(huán)形零件的銑削加工方法，其特征在于該方法的步驟是(1)確定零件需要加工的外形根據(jù)零件的數(shù)學(xué)模型，在工件上表面取若干個(gè)零件邊界點(diǎn)，用數(shù)控銑在零件表面上銑出深0. Imm的待加工的零件外形線，保證沿外形線的外形單邊留有0. 5 2mm加工余量；(2)采用電火花機(jī)床加工清除大余量；對(duì)于寬度小于15mm的筋槽部位考慮到加工余量較小，為了保證質(zhì)量期間，就不用電火花機(jī)床進(jìn)行加工。待后續(xù)采用數(shù)控銑進(jìn)行加工；(3)加工刀具選擇選用美國(guó)斯特拉姆公司生產(chǎn)的含有金屬元素釕的硬質(zhì)合金刀具。由于該種材料韌性較強(qiáng)，耗費(fèi)切削功率較大，切削發(fā)熱量極大，刀具磨損極快。屬于特難加工材料。通過(guò)分析該材料的特性，在零件的銑削加工試驗(yàn)過(guò)程中，首先采用加工鈦合金或不銹鋼材質(zhì)的刀具進(jìn)行了試加工，效果均不太理想。后來(lái)選用了美國(guó)斯特拉姆公司生產(chǎn)的含有金屬元素“釕”用來(lái)加工不銹鋼材質(zhì)的刀具進(jìn)行試切，效果較好，所以在本加工方案中均選用這種材質(zhì)的刀具。(4)確定加工參數(shù)進(jìn)行加工4. 1平刀加工時(shí)的加工參數(shù)為背吃刀量為Imm;切削寬度為0. 65D，D為刀具的直徑；
進(jìn)給量為120 200mm/min ；加工線速度為15m/min左右；4. 2球頭刀加工時(shí)加工參數(shù)為背吃刀量為0. 3mm ；切削寬度為0.2mm;進(jìn)給量為 400mm/min ；加工線速度為15m/min。以上述參數(shù)進(jìn)行加工，刀具每刃磨一次可使用3小時(shí)左右。本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是1.數(shù)控加工劃線在零件表面采用數(shù)控銑床劃出零件外形，以及定位用的找正線，為電加工去除大余量留出了加工基準(zhǔn)，并為下次再進(jìn)行數(shù)控加工提供找正依據(jù)；2.電火花機(jī)床加工清除大余量由于電火花機(jī)床加工精度較低，但是對(duì)于K403材料來(lái)說(shuō)，電火花機(jī)床加工效率和加工費(fèi)用較低，所以采用電火花機(jī)床去除大余量，僅留單邊不大于2mm的精加工余量；3.數(shù)控銑精加工保證了精度該零件在數(shù)控銑床精加工時(shí)，由于是一次定位加工，并且數(shù)控機(jī)床本身的定位精度、重復(fù)定位精度及加工精度都很高。所以采用數(shù)控銑加工保證了加工精度，使加工精度達(dá)到了 0. 02mm左右；4.加工效率得到了保證采用電火花機(jī)床和數(shù)控銑復(fù)合加工方式進(jìn)行后，在加工效率方面據(jù)估算，該零件單件加工工時(shí)減少了 20多個(gè)小時(shí)；5.減少了鉗工拋磨修整的時(shí)間，由于數(shù)控銑削加工采用的是銑削加工方式，加工表面沒(méi)有電火花機(jī)床加工后的腐蝕層，表面質(zhì)量較好，硬度較低，鉗工只需拋光就可以使零件達(dá)到圖紙要求的表面質(zhì)量。


圖1是采用本發(fā)明技術(shù)方案加工的零件形狀示意圖
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述參見(jiàn)附圖1所示，該種K403鑄造鎳基高溫合金環(huán)形零件的銑削加工方法，其特征在于該方法的步驟是(1)確定零件需要加工的外形根據(jù)零件的數(shù)學(xué)模型，用數(shù)控銑在零件表面上銑出深0. Imm的待加工的零件外形線1，保證沿外形線1的外形單邊留有0. 5 2mm加工余量；(2)采用電火花機(jī)床加工清除大余量；(3)加工刀具選擇選用美國(guó)斯特拉姆公司生產(chǎn)的含有金屬元素釕的硬質(zhì)合金刀具。(4)確定加工參數(shù)進(jìn)行加工4. 1平刀加工時(shí)的加工參數(shù)為背吃刀量為Imm;
切削寬度為0. 65D，D為刀具的直徑；進(jìn)給量為120 200mm/min ；加工線速度為15m/min左右；4. 2球頭刀加工時(shí)加工參數(shù)為背吃刀量為0. 3mm ；切削寬度為0.2mm;進(jìn)給量為 400mm/min ；加工線速度為15m/min。根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案，針對(duì)實(shí)例中零件的具體結(jié)構(gòu)和形狀，其各個(gè)部位選擇了以下刀具及加工參數(shù)1.對(duì)于表面敞開(kāi)部位2，選擇本發(fā)明技術(shù)方案中的平刀進(jìn)行加工。該零件為一個(gè)近似于環(huán)狀零件，在加工零件內(nèi)圈面、零件外圈面、零件上表面平面等部位時(shí)，由于空間較大，使用較大的刀具時(shí)不會(huì)產(chǎn)生刀具干涉，所以采用較大的機(jī)夾式鑲片刀的平刀進(jìn)行加工，保證刀具有較大的剛度，可以獲得較高的加工效率，本零件加工時(shí)采用040機(jī)夾式鑲片刀，轉(zhuǎn)速為llOn/min，背吃刀量1mm，進(jìn)給速度180mm/min。由于大余量已經(jīng)由電火花機(jī)床去除，僅剩大約2mm余量，所以切削寬度為2mm左右。由于該材料在銑削加工時(shí)，材料韌性較強(qiáng)，耗費(fèi)切削功率較大，切削發(fā)熱量極大，刀具磨損極快，所以在這些寬敞部位采用機(jī)夾式鑲片刀，更換刀片非常容易、費(fèi)用較低。刀片采用長(zhǎng)方形刀片，將刀尖修磨出不大于Rl的一個(gè)小圓弧，修磨刀具前角，使刀具前角為-1°左右，然后修磨刀具后角，使刀具后角為6°左右。經(jīng)過(guò)修磨后的刀片耐用度明顯提高。2.與前一步驟相同，對(duì)于寬度較窄的筋槽部位3，選擇CAM軟件加工刀路的“挖槽”(有些軟件稱為“ 口袋加工”)方式用整體硬質(zhì)合金平刀進(jìn)行加工，去除大余量。刀具選用小于筋槽寬度0. 8的整體硬質(zhì)合金銑刀進(jìn)行加工。為了保證刀具耐用度，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)刀具做了如下修磨①在刀具的刀尖處修磨出RO. 3-R0. 5的圓角，②適當(dāng)鈍化刀具前角，使刀具前角為-1°左右。切削參數(shù)為轉(zhuǎn)速為350n/min，背吃刀量0. 5mm，進(jìn)給速度120mm/min，切削寬度為4mm，單邊留精加工余量0. 5mm ；3.對(duì)筋槽部位3精加工，選擇本發(fā)明技術(shù)方案中的球頭刀進(jìn)行加工。采用整體合金球頭刀平行銑削，進(jìn)行精加工。由于這是對(duì)筋槽部位的精加工，為了保證加工精度，就不再對(duì)刀具進(jìn)行修磨。在加工時(shí)，由于經(jīng)過(guò)對(duì)窄筋的粗加工后，大余量已經(jīng)去除，單邊僅留有0. 5mm余量，由于圖紙要求最小圓角為R3，所以采用06整體硬質(zhì)合金球頭銑刀進(jìn)行加工。切削參數(shù)為轉(zhuǎn)速為350n/min，背吃刀量約0. 5mm，進(jìn)給速度120mm/min，切削寬度為0. 2mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案提高加工精度、加工效率，減少了鉗工拋磨修整的時(shí)間。
權(quán)利要求
1. K403鑄造鎳基高溫合金環(huán)形零件的銑削加工方法，其特征在于該方法的步驟是(1)確定零件需要加工的外形根據(jù)零件的數(shù)學(xué)模型，用數(shù)控銑在零件表面上銑出深0. Imm的待加工的零件外形線 (1)，保證沿外形線(1)單邊留有0. 5 2mm加工余量；(2)采用電火花機(jī)床加工清除大余量；(3)加工刀具選擇選用美國(guó)斯特拉姆公司生產(chǎn)的含有金屬元素釕的硬質(zhì)合金刀具。(4)確定加工參數(shù)進(jìn)行加工.4. 1平刀加工時(shí)的加工參數(shù)為 背吃刀量為Imm ；切削寬度為0. 65D，D為刀具的直徑； 進(jìn)給量為120 200mm/min ； 加工線速度為15m/min左右； 4. 2球頭刀加工時(shí)加工參數(shù)為 背吃刀量為0. 3mm ； 切削寬度為0. 2mm ； 進(jìn)給量為400mm/min ； 加工線速度為15m/min。
全文摘要
本發(fā)明是K403鑄造鎳基高溫合金環(huán)形零件的銑削加工方法，該方法的步驟是(1)確定零件需要加工的外形；(2)采用電火花機(jī)床加工清除大余量，保證外形線的外形單邊留有0.5～2mm加工余量；(3)加工刀具選擇美國(guó)斯特拉姆公司生產(chǎn)的含有金屬元素釕的硬質(zhì)合金刀具。(4)確定加工參數(shù)進(jìn)行加工。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案提高加工精度、加工效率，減少了鉗工拋磨修整的時(shí)間。
文檔編號(hào)B23C5/02GK102179675SQ20111012594
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者冀勝利, 姚澤坤, 郭鴻鎮(zhèn), 龔小琦 申請(qǐng)人:陜西宏遠(yuǎn)航空鍛造有限責(zé)任公司