[发明专利]一种高精度小尺寸榫槽的拉削方法及其专用刀具

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，重点涉及盘类零件高精度、小尺寸榫槽的拉削加工方法；特别提供了一种高精度小尺寸榫槽的拉削方法及其专用刀具。

背景技术

在机械加工技术中，特别是在航空发动机、燃气轮机盘类零件加工制造中，榫槽拉削加工一直是盘类零件加工的技术关键，此类技术一直备受关注。随着发动机推重比和性能的不断提高，涡轮盘零件的结构也发生了极大地变化，与叶片联结的榫槽，不但数量多、尺寸小，而且精度要求高，加工难度大，特别是榫槽结构尺寸特殊，圆弧盆底部位尺寸宽，颈部槽口尺寸小，对此类榫槽的加工，传统的拉削方案和拉刀结构设计，容易造成拉刀挤屑和崩刃、打刀，严重影响加工质量和拉刀寿命，无法满足零件尺寸精度和技术要求。

新一代航空发动机对加工精度和制造技术水平提出了严格的要求，高精度、新结构、小尺寸榫槽拉削加工技术已经成为一个亟待解决的技术难题，急需发明一种针对此类榫槽拉削的新工艺方案和专用刀具，以便满足新一代航空发动机设计要求。人们迫切希望获得一种技术效果优良的高精度小尺寸榫槽的拉削方法及其专用刀具。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的高精度小尺寸榫槽的拉削方法及其专用刀具。

本发明提供了一种高精度小尺寸榫槽的拉削方法，其特征在于：使用专用的拉刀对被加工工件进行加工；所述专用的拉刀结构满足下述要求：拉刀的齿顶设置有能够参与拉削的直倒角或/和圆倒角；

所述高精度小尺寸榫槽的拉削方法满足下述要求：

拉削加工余量去除方式是：使用拉刀齿顶主刀刃或/和拉刀的倒角部分进行加工，所述拉刀的倒角部分为齿顶刀刃两侧的直倒角或/和圆倒角；

采用整套成型拉刀共11把，依次使用加工完成榫槽全部轮廓形状；其中：第1-3把拉刀粗开槽刀，齿顶与两侧面均带有45°倒角，形成了45°侧切削刃，与齿顶刃同时参与切削；第4—7把拉刀齿型开槽刀，都是侧斜拉削方式，侧刃为主切削刃；第8把拉刀槽底R刀，齿顶及两侧转接圆角R1.5为主切削,用于完成槽底型面的拉削；第9把拉刀槽口度面粗刀、第10把拉刀槽口度面及直口精刀，均为侧斜式拉削；第11把拉刀为榫槽型面精刀,为全成型的拉削方式，完成榫槽型面的最终拉削，达到设计图纸要求。

所述高精度小尺寸榫槽的拉削方法所使用的专用刀具中：第4—7把拉刀都是侧斜拉削方式，侧刃为主切削刃，在尖角部位O和0′（见图14、图15）也带有后角，齿升量为0.015—0.036mm，保证了拉刀容屑槽的结构尺寸要求和排屑顺畅。

各把拉刀的齿升量满足下述要求：

第1-3把粗开槽刀为0.024-0.035mm；第4把齿型开槽刀为0.02-0.023mm；第5把齿型开槽刀为：0.015-0.025mm；第6把齿型开槽刀为：0.019-0.022mm；第7把齿型开槽刀为：0.034-0.036mm；第8把拉槽底R刀为：0-0.02mm；第9把槽口度面粗刀为：0.021mm；第10把槽口度面及直口精刀为0-0.02mm；第11把榫槽型面精刀第一段0.02-0.03mm；第二段0-0.02mm。

本发明中拉刀的齿顶倒角参与拉削。传统的拉刀齿顶部多为尖角结构，只是齿顶部位参与拉削，这种拉削方式由于切削刃较宽，拉削时卷屑不好，尖角部位容易磨损，极易产生勒刀、崩齿现象，本发明改进拉刀结构，齿顶处两侧尖角部位增加45°倒角，即增加了45°侧切削刃，与齿顶刃同时参与切削。

拉削榫槽槽底时，采用了“重叠式”拉削方案，即在槽底用二把刀转接拉削时，有一段是重复拉削，第二把刀进行“重叠”部位拉削时，拉刀圆弧R尺寸比第一把刀圆弧R尺寸略小，保证拉削后榫槽轮廓的圆滑转接。

所述高精度小尺寸榫槽的拉削方法的加工过程满足下述要求：

1）第1把粗开槽刀，将在轮盘实体外圆上开出宽4.1mm、深2.28的槽；参见图7；

2）第2把粗开槽刀，将在第1把开槽的基础上，继续开槽，槽宽3.9，槽深至4.905的槽；参见图10；

3）第3把粗开槽刀，将在第2把开槽的基础上，继续开槽，槽宽3.7，槽深至7.18，并形成槽底部的圆弧R15的槽；参见图13；

4）第4把齿型开槽刀，是在第1—3把粗开槽刀的基础上，向宽度方向扩展，形成“＜＞”形状，上下斜面分别为50°和45°、总宽为5.593的槽形；参见图16；

5）第5把齿型开槽刀，是在第4把齿型开槽刀的基础上，按同样的形状和角度继续扩宽至6.957mm；参见图19；