用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀，包括刀桿、與刀桿為一體的刀頭和固定在刀頭上的切削刀片，所述刀頭為盲筒結構的刀頭，刀頭筒體壁的開口端設置有數(shù)量不少于兩個的用于固定切削刀片的安裝槽，與安裝槽數(shù)量相等的切削刀片以切削刃高出刀頭開口端筒體端面安裝在安裝槽中，其中至少一個切削刀片的切削刃尖外露于刀頭筒體外壁面且刃尖繞刀頭的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直徑與工件的目標加工孔徑一致，至少一個切削刀片的切削刃尖內(nèi)露于刀頭筒體內(nèi)壁面。采用本發(fā)明所述掏料刀加工圓孔，不但能減小刀片磨損，而且能提高加工效率，可顯著降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于加工大孔用的刀具領域，具體涉及一種用于加工航空發(fā)動機燃燒室機 匣上的大直徑圓孔的刀具。

【背景技術】
[0002] 在無預鑄孔的工件上加工大直徑的圓孔，或者在鍛件機匣類零件上加工大直徑圓 孔，特別是在鎳基合金材料的航空發(fā)動機燃燒室機匣上加工大直徑圓孔，傳統(tǒng)的加工方式 是采用硬質(zhì)合金的牛鼻棒銑刀先進行粗銑一螺旋銑，再進行半精銑及精鏜，需要切削去除 圓孔范圍內(nèi)的材料。由于材料難加工、孔徑大、加工面積大，往往存在著刀片磨損厲害、須頻 繁更換刀片，以及加工速度慢的問題，這些問題導致了加工成本高和加工效率低。與此同 時，圓孔內(nèi)的材料全部被切削為切屑，不能被利用，導致大量的貴重材料浪費。
[0003] 航空發(fā)動機燃燒室機匣，是由Co含量約12wt%、Ni含量約55wt%的鎳基合金材 料鑄造而成，機匣筒體壁面上需要加工30個q>52±0.3的圓孔。在航空發(fā)動機燃燒室機匣零 件上加工屮52±0.3圓孔的傳統(tǒng)方式：用硬質(zhì)合金的牛鼻棒銑刀CDUR3先進行粗銑一螺旋 銑，再進行半精銑及精鏜，其中螺旋粗銑時每銑3?4個孔就必須更換一把銑刀，每粗銑一 個孔需要約50分鐘的時間，粗銑30個孔加上期間更換銑刀的時間，共需要32小時左右的 時間才能完成，而且需要消耗8?10把銑刀。在每件燃燒室機匣零件上粗加工30個孔，由 于刀具的消耗而產(chǎn)生的費用就達到3000元左右。若采用造價較低的CD25R3機加刀片進行 螺旋粗銑，雖然刀具成本有所降低，但是在燃燒室機匣零件上粗加工30個孔仍然需要32小 時才能粗纟先完成。
[0004] 因此，對于航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的加工，迫切需要開發(fā)出一種能 夠降低刀片磨損、節(jié)約加工成本和提高加工效率的刀具。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于加工航空發(fā)動機燃燒室機 匣上大直徑圓孔的掏料刀，以減少刀片的磨損，降低加工成本，提高大直徑圓孔的加工效 率。
[0006] 本發(fā)明所述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀，包括刀桿、 與刀桿為一體的刀頭和固定在刀頭上的切削刀片，所述刀頭為盲筒結構的刀頭，刀頭筒體 壁的開口端設置有數(shù)量不少于兩個的用于固定切削刀片的安裝槽，與安裝槽數(shù)量相等的切 削刀片以切削刃高出刀頭開口端筒體端面安裝在安裝槽中，其中至少一個切削刀片的切削 刃尖外露于刀頭筒體外壁面且刃尖繞刀頭的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直徑與工件的目標加 工孔徑一致，至少一個切削刀片的切削刃尖內(nèi)露于刀頭筒體內(nèi)壁面。
[0007] 上述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀的技術方案中，所述 安裝槽均勻地分布在刀頭筒體壁的開口端。
[0008] 上述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀的技術方案中，所述 安裝槽的數(shù)量優(yōu)選為2?3個，更優(yōu)選地，所述安裝槽的數(shù)量優(yōu)選為2個。
[0009] 上述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀的技術方案中，其特 征在于所述安裝槽的數(shù)量為2個，其中一個切削刀片的切削刃尖外露于刀頭筒體外壁面且 刃尖繞刀頭的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直徑與工件的目標加工孔徑一致，一個切削刀片的切 削刃尖內(nèi)露于刀頭筒體內(nèi)壁面。
[0010] 上述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀的技術方案中，所述 安裝槽的數(shù)量為3個，其中一個切削刀片的切削刃尖外露于刀頭筒體外壁面且刃尖繞刀頭 的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直徑與工件的目標加工孔徑一致，一個切削刀片的切削刃尖內(nèi)露 于刀頭筒體內(nèi)壁面，一個切削刀片的切削刃位于刀頭筒體內(nèi)外壁面之間。
[0011] 上述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀的技術方案中，所述 切削刀片通過螺釘固定在安裝槽中。
[0012] 上述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀的技術方案中，在各 安裝槽上設計有使切屑排入刀頭筒腔內(nèi)的排屑槽。
[0013] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0014] 1、本發(fā)明提供了一種用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀，由 于切削刀片的安裝位置特別，至少一個切削刀片的切削刃尖外露于刀頭筒體外壁面且刃尖 繞刀頭的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直徑與工件的目標加工孔徑一致，至少一個切削刀片的切 削刃尖內(nèi)露于刀頭筒體內(nèi)壁面，加工圓孔時，只需將工件上處于最外和最內(nèi)的兩切削刃尖 之間的部分切削掉，即可完成圓孔的加工，與現(xiàn)有技術相比，顯著地減小了工件的加工面 積，這不但有利于減小刀片磨損，而且有利于提高加工效率，從而顯著降低生產(chǎn)成本。
[0015] 2、采用本發(fā)明所述掏料刀在航空發(fā)動機燃燒室機匣上加工大直徑圓孔，加工時的 切削力小，因而對加工設備的功率要求小，采用功率較小的機床即可實現(xiàn)大直徑圓孔的加 工，這也有利于降低加工成本。
[0016] 3、采用本發(fā)明所述掏料刀在航空發(fā)動機燃燒室機匣上加工大直徑圓孔，只需將工 件上處于最外側(cè)和最內(nèi)側(cè)兩切削刃尖之間的部分切削掉，無須將圓孔內(nèi)的材料全部被切削 為切屑，加工中產(chǎn)生的芯軸可回收利用，特別是為貴重金屬提供了一種簡單、方便的回收方 法。
[0017] 4、實驗證實，采用本發(fā)明所述掏料刀在鎳基合金的航空發(fā)動機燃燒室機匣零件上 加工 (p52=fc〇J圓孔，每個孔的加工時間由采用傳統(tǒng)刀具的50分鐘減少到3分鐘，加上期間 更換刀片的時間，加工30個圓孔的時間由原來的32小時縮短到現(xiàn)在的2. 5小時，提高生產(chǎn) 效率約10倍，因刀片的消耗而產(chǎn)生的費用由傳統(tǒng)的約3000元減少到現(xiàn)在的約400元。說 明采用本發(fā)明的掏料刀加工大直徑圓孔，在提高生產(chǎn)效率和節(jié)約成本方面有極其顯著的優(yōu) 勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1-1為本發(fā)明所述掏料刀的第一種結構示意圖，圖1-2為圖1-1的俯視圖，圖 1-3為圖1-2的D-D視圖，圖1-4為圖1-2的E-E視圖，圖1-5為圖1-2的F-F視圖；
[0019]圖2-1為本發(fā)明所述掏料刀的第二種結構示意圖，圖2-2為圖2-1的俯視圖，圖 2-3為圖2-2的G-G視圖，圖2-4為圖2-2的H-H視圖；
[0020] 圖3為實施例中被加工航空發(fā)動機燃燒室機匣零件的結構示意圖；
[0021] 圖中，1 一螺釘，2-切削刀片，3-刀桿。

【具體實施方式】
[0022] 以下通過實施例并結合附圖對本發(fā)明所述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大 直徑圓孔的掏料刀作進一步說明。下述各實施例中，切削刀片的材料為PFZ，切削刀片的型 號為WCMT040208E-2C。
[0023] 實施例1
[0024] 本實施例中，用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀的結構如圖 1- 1所示，包括刀桿3、與刀桿為一體的刀頭和固定在刀頭上的切削刀片2,所述刀頭為盲 筒結構的刀頭，刀頭筒體壁的開口端均勻設置有三個用于固定切削刀片的安裝槽，在各安 裝槽上設計有使切屑排入刀頭筒腔內(nèi)的排屑槽，三個切削刀片通過螺釘固定在安裝槽中， 各切削刀片的切削刃高出刀頭開口端筒體端面，其中第一個切削刀片的切削刃尖外露于刀 頭筒體外壁面且刃尖繞刀頭的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直徑與工件的目標加工孔徑一致，為 f52，第二個切削刀片的切削刃尖內(nèi)露于刀頭筒體內(nèi)壁面且刃尖繞刀頭的中心線形成的回 轉(zhuǎn)圓的直徑為cp3〇,第三個切削刀片的切削刃位于刀頭筒體內(nèi)外壁面之間，如圖1-2、1-3、 1_4和1_5所不。
[0025] 被加工的航空發(fā)動機燃燒室機匣零件的結構示意圖如圖3所示，需要在該零件中 部繞工件一圈加工30個cp52±0.3圓孔。采用本實施例所述掏料刀配合DMU125P機床加工 圓孔，加工時轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分，進給為15米/秒，第一個切削刀片的切削刃加工(p52圓孔， 第二個切削刀片的切削刃加工f30圓孔，第三個切削刀片的切削刃加工爭52與f30之間的 環(huán)帶。加工過程中的切屑呈片狀，深度加工到位后，圓孔內(nèi)(p3()的芯軸自動脫落。
[0026] 實施例2
[0027] 本實施例中，用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀的結構如圖 2- 1所示，包括刀桿3、與刀桿為一體的刀頭和固定在刀頭上的切削刀片2,所述刀頭為盲筒 結構的刀頭，刀頭筒體壁的開口端均勻設置有兩個用于固定切削刀片的安裝槽，兩個切削 刀片通過螺釘固定在安裝槽中，各切削刀片的切削刃高出刀頭開口端筒體端面，其中第一 個切削刀片的切削刃尖外露于刀頭筒體外壁面且刃尖繞刀頭的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直 徑與工件的目標加工孔徑一致，為第二個切削刀片的切削刃尖內(nèi)露于刀頭筒體內(nèi)壁 面且刃尖繞刀頭的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直徑為(M〇,如圖2-2、2_3、和2-4所示。
[0028] 被加工的航空發(fā)動機燃燒室機匣零件的結構示意圖如圖3所示，需要在該零件中 部繞工件一圈加工30個tp52±0.3圓孔。采用本實施例所述掏料刀配合DMU125P機床加工 圓孔，加工時轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分，進給為15米/秒，第一個切削刀片的切削刃加工圓 孔，第二個切削刀片的切削刃加工f3〇圓孔。加工過程中的切屑呈片狀，切屑沿切削刀片的 切削刃飛出，深度加工到位后，圓孔內(nèi)(p30的芯軸自動脫落。加工一個孔耗時3分鐘左右， 加工30個孔加上期間更換刀片的時間一共耗時約2. 5小時，加工時間大大縮短。切削刀片 消耗量為7片，其價格為55元/片，切削刀片耗費由傳統(tǒng)刀具的約3000元，減少到385元， 回收的930芯軸可回收利用，例如回收貴重金屬或者用作試驗件。
【權利要求】
1. 一種用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀，包括刀桿、與刀桿為 一體的刀頭和固定在刀頭上的切削刀片，其特征在于所述刀頭為盲筒結構的刀頭，刀頭筒 體壁的開口端設置有數(shù)量不少于兩個的用于固定切削刀片的安裝槽，與安裝槽數(shù)量相等的 切削刀片以切削刃高出刀頭開口端筒體端面安裝在安裝槽中，其中至少一個切削刀片的切 削刃尖外露于刀頭筒體外壁面且刃尖繞刀頭的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直徑與工件的目標 加工孔徑一致，至少一個切削刀片的切削刃尖內(nèi)露于刀頭筒體內(nèi)壁面。
2. 根據(jù)權利要求1所述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀，其特 征在于所述安裝槽均勻地分布在刀頭筒體壁的開口端。
3. 根據(jù)權利要求2所述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀，其特 征在于所述安裝槽的數(shù)量為2?3個。
4. 根據(jù)權利要求3所述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀，其特 征在于所述安裝槽的數(shù)量為2個，其中一個切削刀片的切削刃尖外露于刀頭筒體外壁面且 刃尖繞刀頭的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直徑與工件的目標加工孔徑一致，一個切削刀片的切 削刃尖內(nèi)露于刀頭筒體內(nèi)壁面。
5. 根據(jù)權利要求3所述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏料刀，其特 征在于所述安裝槽的數(shù)量為3個，其中一個切削刀片的切削刃尖外露于刀頭筒體外壁面且 刃尖繞刀頭的中心線形成的回轉(zhuǎn)圓的直徑與工件的目標加工孔徑一致，一個切削刀片的切 削刃尖內(nèi)露于刀頭筒體內(nèi)壁面，一個切削刀片的切削刃位于刀頭筒體內(nèi)外壁面之間。
6. 根據(jù)權利要求1至5中任一項權利要求所述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直 徑圓孔的掏料刀，其特征在于所述切削刀片通過螺釘固定在安裝槽中。
7. 根據(jù)權利要求1至5中任一項權利要求所述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直 徑圓孔的掏料刀，其特征在于在各安裝槽上設計有使切屑排入刀頭筒腔內(nèi)的排屑槽。
8. 根據(jù)權利要求6權利要求所述用于加工航空發(fā)動機燃燒室機匣上大直徑圓孔的掏 料刀，其特征在于在各安裝槽上設計有使切屑排入刀頭筒腔內(nèi)的排屑槽。
【文檔編號】B23C5/00GK104439458SQ201410693677
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權日:2014年11月26日
【發(fā)明者】易學斌, 李芳 , 張世貴, 李海波 申請人:四川成發(fā)航空科技股份有限公司