一种高温合金GH4169异型孔及孔边倒圆的加工方法

摘要

一种高温合金GH4169异型孔及孔边倒圆的加工方法，加工成型的异型孔的最大外廓尺寸为(1mm-3.5mm)×(2mm-8mm)，加工步骤如下：①打点并钻底孔：首先使用中心钻打点，然后选择使用Ф3钻头钻出底孔，去除大部分余量；②粗铣：使用Ф3铣刀进行粗铣加工，本发明所述所述高温合金GH4169异型孔及孔边倒圆的加工方法解决了高温合金GH4169材料盘环类零件小尺寸异型孔及孔边倒圆加工效率低，加工质量不稳定，铣刀寿命短易崩刃等加工难题。可在同类零件中推广使用，在航空发动机、地面涡轮燃机制造中具有广阔的应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别提供了一种高温合金GH4169异 型孔及孔边倒圆的加工方法。

背景技术

涡轮转子部件是航空发动机重要的核心热端部件之一，涡轮部件的材 料必须具有高的屈服强度、拉伸强度和良好的热稳定性，能适应高温下可 靠的工作要求，随着发动机推重比的提高，高温合金GH4169材料越来越 多地被采用，一方面给切削加工带来很大的困难，无论是车削、铣削、拉 削，还是钻孔，普遍加工效率低、加工质量不稳定。另一方面零件结构上 突出的特点是形状复杂，壁薄，刚性差，加工时极易产生变形。而在小尺 寸异型孔的加工方法上，目前行业内比较普遍的是采用拉削加工工艺，拉 削加工过程中切削力很大，增加了零件的变形的产生。对于孔边倒圆，国 内普遍的是采用手工方法打磨抛光来实现，人为因素导致形成的圆角一致 性差、R不合格。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的高温合金GH4169异型孔及孔 边倒圆的加工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的高温合金GH4169异型孔及 孔边倒圆的加工方法，有效地控制并减少零件的加工变形，满足高温合金 GH4169材料盘环类零件小尺寸异型孔及孔边倒圆的加工需要。

由于高温合金GH4169材料盘环类零件拉削过程中的拉削力非常大， 传统的拉削加工方式已不能满足实际加工需求，因此选择了一种铣削加工 工艺，有效减小了加工中的变形，满足加工需求。

所述高温合金GH4169异型孔的加工方法，加工成型的异型孔的最大外 廓尺寸为(1mm-3.5 mm)×(2mm-8mm)，加工步骤如下：

①打点并钻底孔：首先使用中心钻打点，然后选择使用Ф3钻头钻出底 孔，去除大部分余量；

②粗铣：使用Ф3铣刀进行粗铣加工，通过刀心编程沿异型孔轮廓走刀， 采用三坐标加工中心，转速(350r-450r)/min、进给量0.1mm；去除余 量并且保证为下一步的精铣预留有均匀的0.2mm余量；

③精铣：使用Ф3铣刀进行精铣加工，通过轮廓编程沿异型孔轮廓走刀 采用三坐标加工中心，转速(450r-550r)/min，铣削加工至小尺寸异型 孔的设计要求。

所述高温合金GH4169孔边倒圆的加工方法，加工成型的孔边倒圆的尺 寸为R(0.1mm-0.3mm)±(0.05mm-0.2mm)，加工步骤如下：

①正倒圆：使用正倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工；转速(350r-450r)/min、进 给量0.1mm；

②反倒圆：使用反倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工，转速(450r-550r)/min。

所述正倒圆角刀具体为R0.4正倒圆角刀。正倒圆刀设计为双刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

所述反倒圆角刀具体为R0.4反倒圆角刀。反倒圆刀设计为单刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

所述高温合金GH4169异型孔及孔边倒圆的加工方法突破了高温合金 GH4169材料盘环类零件小尺寸异型孔铣削加工的技术难题，解决了高温合 金GH4169材料盘环类零件小尺寸异型孔铣削加工及孔边倒圆的刀具设计， 铣削加工数控程序的编制，铣削加工工艺参数转速、进给的确定等技术瓶 颈，有效保证了盘环类零件小尺寸异型孔的尺寸精度要求。

本发明所述高温合金GH4169异型孔及孔边倒圆的加工方法解决了高温 合金GH4169材料盘环类零件小尺寸异型孔及孔边倒圆加工效率低，加工质 量不稳定，铣刀寿命短易崩刃等加工难题。可在同类零件中推广使用，在 航空发动机、地面涡轮燃机制造中具有广阔的应用前景。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为高温合金GH4169小尺寸异型孔示意图；

图2为高温合金GH4169孔边倒圆示意图；

图3为R0.4正倒圆铣刀结构示意图；

图4为R0.4反倒圆铣刀结构示意图。

具体实施方式

实施例1

由于高温合金GH4169材料盘环类零件拉削过程中的拉削力非常大， 传统的拉削加工方式已不能满足实际加工需求，因此选择了一种铣削加工 工艺，有效减小了加工中的变形，满足加工需求。

所述高温合金GH4169异型孔的加工方法，加工成型的异型孔的最大外 廓尺寸为(1mm-3.5 mm)×(2mm-8mm)，加工步骤如下：

①打点并钻底孔：首先使用中心钻打点，然后选择使用Ф3钻头钻出底 孔，去除大部分余量；

②粗铣：使用Ф3铣刀进行粗铣加工，通过刀心编程沿异型孔轮廓走刀， 采用三坐标加工中心，转速(350r-450r)/min、进给量0.1mm；去除余 量并且保证为下一步的精铣预留有均匀的0.2mm余量；

③精铣：使用Ф3铣刀进行精铣加工，通过轮廓编程沿异型孔轮廓走刀 采用三坐标加工中心，转速(450r-550r)/min，铣削加工至小尺寸异型 孔的设计要求。

所述高温合金GH4169孔边倒圆的加工方法，加工成型的孔边倒圆的尺 寸为R(0.1mm-0.3mm)±(0.05mm-0.2mm)，加工步骤如下：

①正倒圆：使用正倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工；转速(350r-450r)/min、进 给量0.1mm；

②反倒圆：使用反倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工，转速(450r-550r)/min。

所述正倒圆角刀具体为R0.4正倒圆角刀。正倒圆刀设计为双刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

所述反倒圆角刀具体为R0.4反倒圆角刀。反倒圆刀设计为单刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

所述高温合金GH4169异型孔及孔边倒圆的加工方法突破了高温合金 GH4169材料盘环类零件小尺寸异型孔铣削加工的技术难题，解决了高温合 金GH4169材料盘环类零件小尺寸异型孔铣削加工及孔边倒圆的刀具设计， 铣削加工数控程序的编制，铣削加工工艺参数转速、进给的确定等技术瓶 颈，有效保证了盘环类零件小尺寸异型孔的尺寸精度要求。

本实施例所述高温合金GH4169异型孔及孔边倒圆的加工方法解决了高 温合金GH4169材料盘环类零件小尺寸异型孔及孔边倒圆加工效率低，加工 质量不稳定，铣刀寿命短易崩刃等加工难题。可在同类零件中推广使用， 在航空发动机、地面涡轮燃机制造中具有广阔的应用前景。

实施例2

所述高温合金GH4169异型孔的加工方法，加工成型的异型孔的最大外 廓尺寸为3.5 mm×5mm，加工步骤如下：

①打点并钻底孔：首先使用中心钻打点，然后选择使用Ф3钻头钻出底 孔，去除大部分余量；

②粗铣：使用Ф3铣刀进行粗铣加工，通过刀心编程沿异型孔轮廓走刀， 采用三坐标加工中心，转速400r/min、进给量0.1mm；去除余量并且保 证为下一步的精铣预留有均匀的0.2mm余量；

③精铣：使用Ф3铣刀进行精铣加工，通过轮廓编程沿异型孔轮廓走刀 采用三坐标加工中心，转速500r/min，铣削加工至小尺寸异型孔的设计要 求。

所述高温合金GH4169孔边倒圆的加工方法，加工成型的孔边倒圆的尺 寸为R0.3mm±0.2mm，加工步骤如下：

①正倒圆：使用正倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工；转速400r/min、进给量0.1mm；

②反倒圆：使用反倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工，转速500r/min。

所述正倒圆角刀具体为R0.4正倒圆角刀。正倒圆刀设计为双刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

所述反倒圆角刀具体为R0.4反倒圆角刀。反倒圆刀设计为单刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

采用本实施例加工方法取得了良好的铣削效果。

实施例3

所述高温合金GH4169异型孔的加工方法，加工成型的异型孔的最大外 廓尺寸为1mm×2mm，加工步骤如下：

①打点并钻底孔：首先使用中心钻打点，然后选择使用Ф3钻头钻出底 孔，去除大部分余量；

②粗铣：使用Ф3铣刀进行粗铣加工，通过刀心编程沿异型孔轮廓走刀， 采用三坐标加工中心，转速450r/min、进给量0.1mm；去除余量并且保证 为下一步的精铣预留有均匀的0.2mm余量；

③精铣：使用Ф3铣刀进行精铣加工，通过轮廓编程沿异型孔轮廓走刀， 采用三坐标加工中心，转速450r/min，铣削加工至小尺寸异型孔的设计 要求。

所述高温合金GH4169孔边倒圆的加工方法，加工成型的孔边倒圆的尺 寸为R0.1mm±0.05mm，加工步骤如下：

①正倒圆：使用正倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工；转速450r/min、进给量0.1mm；

②反倒圆：使用反倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工，转速450r/min。

所述正倒圆角刀具体为R0.4正倒圆角刀。正倒圆刀设计为双刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

所述反倒圆角刀具体为R0.4反倒圆角刀。反倒圆刀设计为单刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

采用本实施例加工方法取得了良好的铣削效果。

实施例4

所述高温合金GH4169异型孔的加工方法，加工成型的异型孔的最大外 廓尺寸为3.5 mm×8mm，加工步骤如下：

①打点并钻底孔：首先使用中心钻打点，然后选择使用Ф3钻头钻出底 孔，去除大部分余量；

②粗铣：使用Ф3铣刀进行粗铣加工，通过刀心编程沿异型孔轮廓走刀， 采用三坐标加工中心，转速400r/min、进给量0.1mm；去除余量并且保证 为下一步的精铣预留有均匀的0.2mm余量；

③精铣：使用Ф3铣刀进行精铣加工，通过轮廓编程沿异型孔轮廓走刀， 采用三坐标加工中心，转速450r/min，铣削加工至小尺寸异型孔的设计 要求。

所述高温合金GH4169孔边倒圆的加工方法，加工成型的孔边倒圆的尺 寸为R0.3mm±0.1mm，加工步骤如下：

①正倒圆：使用正倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工；转速400r/min、进给量0.1mm；

②反倒圆：使用反倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工，转速450r/min。

所述正倒圆角刀具体为R0.4正倒圆角刀。正倒圆刀设计为双刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

所述反倒圆角刀具体为R0.4反倒圆角刀。反倒圆刀设计为单刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

采用本实施例加工方法取得了良好的铣削效果。

实施例5

所述高温合金GH4169异型孔的加工方法，加工成型的异型孔的最大外 廓尺寸为3.5 mm×5mm，加工步骤如下：

①打点并钻底孔：首先使用中心钻打点，然后选择使用Ф3钻头钻出底 孔，去除大部分余量；

②粗铣：使用Ф3铣刀进行粗铣加工，通过刀心编程沿异型孔轮廓走刀， 采用三坐标加工中心，转速300r/min、进给量0.1mm；去除余量并且保 证为下一步的精铣预留有均匀的0.2mm余量；

③精铣：使用Ф3铣刀进行精铣加工，通过轮廓编程沿异型孔轮廓走刀， 采用三坐标加工中心，转速300r/min，铣削加工至小尺寸异型孔的设计 要求。

所述高温合金GH4169孔边倒圆的加工方法，加工成型的孔边倒圆的尺 寸为R0.3mm±0.2mm，加工步骤如下：

①正倒圆：使用正倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工；转速300r/min、进给量0.1mm；

②反倒圆：使用反倒圆角刀，通过轮廓编程的方法，采用三坐标加工 中心，沿小尺寸异型孔轮廓进行插补加工，转速300r/min。

所述正倒圆角刀具体为R0.4正倒圆角刀。正倒圆刀设计为双刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

所述反倒圆角刀具体为R0.4反倒圆角刀。反倒圆刀设计为单刃结构， 实际测量最大直径小于所加工异型孔的短轴长度。

采用本实施例的方法进行加工发现刀具磨损严重，特别容易崩刃，技 术效果不好。