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框体类钛合金零件数控加工技术

发表时间:2014/12/5 作者:郑万全  来源:数控机床市场
关键字:数控加工 工艺 刀具 
结合钛合金的特性以及框体类钛合金的结构特点,本文从工艺方案规划、加工设备选择、工装设计思路、常用刀具类型以及数控加工注意事项等方面进行简要地介绍。

框体类钛合金零件数控 加工工艺方案

  框体类钛合金零件,常见的是钛合金机匣(见图1)。根据产品使用的不同要求以及它的加工特点,目前主要有4种工艺:①分段精加工,再焊接,再补充加工焊接接头部位。②分段粗加工,再焊接,再整体数控精加工。③整体锻造,再粗精机加工。④整体铸造,再粗精机加工。

钛合金机匣

框体类钛合金零件机械加工设备的选择

  如采用分段精加工、再焊接、再补充加工焊接接头部位的方案,数控 加工设备可根据焊接接头的情况,根据零件轮廓尺寸选择合适的五面龙门数控 加工中心、大型五轴联动加工中心或数控车床等。

  如果采用分段粗加工,再焊接,再整体数控精加工的工艺,由于采用这类工艺方案的框体类钛合金零件一般尺寸大,结构复杂,焊缝多,焊接易变形,故在焊接前一般端面、表面均都留有较多的余量。在精加工工艺规划时,务必尽可能少转工序,因为一旦工序太多,累计误差以及产品的变形因素就很难控制。一般来讲,优先推荐选用大型龙门车铣复合中心(见图2、图3);其次推荐选用数控车床与五轴联动加工中心(见图4)联合加工。

钛合金机匣

  如是采用整体锻造(铸造)、再粗精机械加工的方案。这种工艺方案准备的零件毛坯,其加工余量比较均匀,去除余量相对较少,可缩短机械加工的时间。机械加工过程中,考虑框体类零件的内壁、外壁以及四周窗口需要粗精加工,为此在选择加工设备时要选择适当的数控车床(车削粗精加工)、大型龙门五轴数控 加工中心(内外壁壁粗去余量以及加工四周窗口)、大型龙门车铣复合中心等来进行精加工。

框体类钛合金零件机械加工工装设计思路
  
  考虑框体类钛合金零件一般薄壁、易变形、结构复杂,根据其结构分析,在工装辅助设计时务必遵循以下的基本原则。

  (1)满足工装使用过程中工件定位的稳定性和可靠性,有足够的承载或夹持力,有适合零件的刚性结构。
 
  粗加工时,装夹夹紧力可大,以防止在切削宽度、深度较大的大切削过程中零件的松动;精加工时,考虑零件易变形,工装夹紧力要稍小,但要可防止工件松动。对于薄壁结构的特易变形零件,务必适当增加辅助支撑工装结构。
 
  (2)尽量充分考虑零件设计基准(使用基准)、工装定位基准及零件检验基准间的统一或关联。
 
  (3)满足装夹过程中的方法简单与操作快捷。
 
  (4)满足工装在调整、一并转序或更换过程中具有可靠的重复定位性。
 
  (5)尽可能地回避结构复杂、成本昂贵,严格遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先设计采用原则。
 
  (6)周向需要设计限位防转装置,防止二次装夹没周向基准。如批量较大,可以设计气动、液压的自动化夹具,实现加工时压紧块自动让位以及自动回复压紧。如是侧面开槽(孔)以及其他涉及到可能在加工零件时会切削到工装的情况,一般来讲在设计时应考虑适当让位,更优的方案是推荐该工装匹配部位选用与零件相同的材质,以避免刀具的损坏而带来的质量事故。

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