一种钛合金铸舱内腔双切点加工方法与流程

1.本发明涉及车削加工技术领域，尤其涉及一种钛合金铸舱内腔双切点加工方法。


背景技术：

2.钛合金是性能优异的金属材料，具有密度低、比强度高等优点，广泛应用于航空、航天、船舶等各个领域。大型钛合金铸舱外廓尺寸大、结构复杂，零件具有弱刚性、刀具可达性差等特点。
3.目前一般采用车削加工方法对大型钛合金铸舱内腔进行加工，而现有的车削刀具一般采用单一切削刃进行车削，通过反复车削来完成对零件的加工。但由于零件内腔有多处轴向筋条，筋条在零件内腔内不均匀分布，筋条加工余量不均，余量一般为3-5mm，会导致在对大型钛合金铸舱内腔进行车削加工时，存在“断续加工”情况。“断续加工”一直为车削加工的“克星”，主要表现为零件频繁冲击刀具，导致刀具快速崩刃或者磨损，是业内一直比较棘手的问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种钛合金铸舱内腔双切点加工方法，用以解决现有加工方法中易导致刀具崩刃或磨损，而影响加工效率的问题。
5.本发明实施例提供了一种钛合金铸舱内腔双切点加工方法，包括利用第一球头切削刃和第二球头切削刃对钛合金铸舱内腔同步进行切削；
6.其中，切削时，第一球头切削刃和第二球头切削刃的下边缘不平齐，且沿切削前进方向，第一球头切削刃和第二球头切削刃平齐设置。
7.基于上述方法的进一步改进，切削时，所述第一球头切削刃的切深a满足：
[0008][0009]
其中，hⅰ为第一球头切削刃的材料硬度；h
钛合金
为钛合金铸舱材料的硬度；ka为修正系数，取值范围为3.0～8.9；d为第一球头切削刃的直径，取值范围为6～12mm；
[0010]
所述第二球头切削刃的切深b满足：
[0011][0012]
其中，hⅱ为第二球头切削刃的材料硬度；h
钛合金
为钛合金铸舱材料的硬度；kb为修正系数，取值范围为2.6～8.9；d为第二球头切削刃的直径，取值范围为6～12mm；
[0013]
其中，一个加工轨迹的切深为第一球头切削刃和第二球头切削刃的切深之和。
[0014]
基于上述方法的进一步改进，切削时，所述第一球头切削刃的工作前角α满足：
[0015][0016]
其中，hⅰ为第一球头切削刃的材料硬度；h
钛合金
为钛合金铸舱材料的硬度；k
α
为修正系数，取值范围为16.9～25.9；a为第一球头切削刃的切深。
[0017]
基于上述方法的进一步改进，切削时，所述第二球头切削刃的工作前角β满足：
[0018][0019]
其中，hⅱ为第二球头切削刃的材料硬度；h
钛合金
为钛合金铸舱材料的硬度；k
β
为修正系数，取值范围为14.2～25.3；b为第二球头切削刃的切深。
[0020]
基于上述方法的进一步改进，所述第一球头切削刃和第二球头切削刃沿钛合金铸舱内腔轴向进刀或轴向出刀进行周向切削；
[0021]
切削时，任一时刻的切削方向与所述第一球头切削刃和第二球头切削刃轴向进刀或轴向出刀方向垂直。
[0022]
基于上述方法的进一步改进，轴向进刀时，所述第一球头切削刃与第二球头切削刃下边缘之间的距离与第二球头切削刃的切深相同；
[0023]
轴向出刀时，所述第一球头切削刃与第二球头切削刃下边缘之间的距离与第一球头切削刃的切深相同。
[0024]
基于上述方法的进一步改进，轴向进刀时，在所述第一球头切削刃加工至靠近钛合金铸舱底部的内腔处时，利用调节机构调节第一球头切削刃、第二球头切削刃与钛合金铸舱内腔之间的距离，以对钛合金铸舱底部的内腔进行加工。
[0025]
基于上述方法的进一步改进，切削时，沿切削前进的方向，控制第一通道和第二通道分别喷出气体和切削液，以对第一球头切削刃和第二球头切削刃相邻面之间的间隙处进行降温、润滑及去除碎屑。
[0026]
基于上述方法的进一步改进，切削时，所述钛合金铸舱逆时针转动，转速为29-37r/min。
[0027]
基于上述方法的进一步改进，所述第一球头切削刃和第二球头切削刃轴向进刀或轴向出刀的速度为0.1-0.2mm/r。
[0028]
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
[0029]
1、本发明的双切点加工方法，沿切削前进方向，采用两个平齐设置且下边缘不平齐的两个球头切削刃进行切削，一个加工轨迹的切深为两个球头切削刃的切深之和，提高了加工效率；切削时，以不同工作前角的两个球头切削刃来降低钛合金铸舱内腔内不均匀加工余量的筋条对刀具使用寿命的影响，即采用一个工作前角较小的球头切削刃承受主要的冲击，采用一个工作前角较大的球头切削刃保证刀具的整体锋利度，以此，提高了刀具的使用寿命，以及提高了加工效率。
[0030]
2、本发明采用的刀具为2个球头切削刃组成的双切点错位的刀具，即两个球头切削刃同步切削，两球头切削刃切削下边缘之间的距离差值≠0，以此，机床运行一个加工轨迹的切深为两个球头切削刃切深之和，提高了单次切削效率；以及，通过设定两个球头切削刃的工作前角组合，即，α＜β，在保证加工刀具整体的抗冲击性的情况下，提高了加工刀具
的整体的锋利度，进而提高了加工效率。
[0031]
3、本发明通过切深调节齿轮对第一承载体和第二承载体的相对位置进行调整，进而可精准调节球头切削刃的切深，以及实现在加工的过程中对各刀刃相对于钛合金铸舱内腔的位置进行调节，以此，一方面可实现往复切削，另一方面可对靠近钛合金铸舱底部的内腔进行切削，以实现了对钛合金铸舱内腔全方位无死角的加工，进而提高了加工效率。
[0032]
4、采用本发明的双切点加工方法，可提高刀具使用寿命，进而避免了频繁更换刀具，从而提高了加工效率，单个钛合金铸舱内腔的加工时间可低至4.5h，相较于现有技术，加工效率提高了1倍左右。
[0033]
5、在加工钛合金铸舱内腔时，本发明以2个球头切削刃分担加工切削量，降低单个切削刃承受的加工量，相比于现有技术，在加工单个零件时，单个刀刃承受的磨损降低，因而提高了刀具的寿命；以及，一球头切削刃以较小的工作前角承受主要的冲击，对另一球头切削刃进行保护，即初始状态下，钛合金铸舱内腔内的筋条加工余量不均匀，一球头切削刃首先与筋条接触，设置较小工作前角的球头切削刃抗冲击性好，承受主要的冲击，而该球头切削刃加工后的端面为均匀端面，避免了不均匀端面产生局部断续切削的现象，进而降低了对另一球头切削刃的冲击，以此提高了该加工刀具的使用寿命。
[0034]
6、可通过设置在第一承载体上的切削液喷出通道与气体喷出通道，对刀刃之间的间隙处进行降温、润滑，解决了现有的切削液给液方式可能无法给到间隙内的问题，以此实现了对刀刃的全方位降温、润滑处理，同时，能够去除刀刃间隙内粘附的碎屑，避免碎屑摩擦刀刃，以此，进一步提高了刀具的使用寿命，单个刀刃的使用寿命最低为8.2h，相比于现有技术，提高了16.4-24.6倍。
[0035]
7、本发明的两球头切削刃均可采用圆形刃，该圆形刃的各个角度的工作前角相同，以此，刀刃的切削端部崩刃时，只需转动圆形刃，未崩刃的部位可继续以原切深、工作前角进行切削作业，单个刀刃的利用率提高，降低了成本，且安装过程中无需再调试切深及工作前角，安装效率得到提高，进而提高了整体的加工效率。
[0036]
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0037]
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0038]
图1为本发明的钛合金铸舱内腔双切点加工方法流程图；
[0039]
图2为本发明中双切点刀具与钛合金铸舱在轴向进刀方向上的配合结构示意图；
[0040]
图3为本发明中双切点刀具与钛合金铸舱在切削前进方向上的配合结构示意图；
[0041]
图4为本发明中第一球头切削刃与第一承载体在轴向进刀方向上的配合结构示意图；
[0042]
图5为本发明中第一球头切削刃、第二球头切削刃与刀座在切削前进方向上的配合结构三维示意图；
[0043]
图6为本发明中第一球头切削刃与第二球头切削刃在切削前进方向上的配合结构示意图；
[0044]
图7为本发明中第一承载体、第二承载体与刀座配合剖视结构示意图；
[0045]
图8为图7中的a-a处截面示意图；
[0046]
图9为图8中截面处的第一承载体和第二承载体的配合结构示意图；
[0047]
图10为本发明中刀座结构示意图；
[0048]
图11为本发明中的加工装置结构示意图。
[0049]
附图标记：
[0050]
1-刀座；101-矩形通槽；102-凸起；2-第一承载体；3-第二承载体；4-第一球头切削刃；5-第二球头切削刃；6-切深调节齿轮；7-矩形槽；8-凹槽；9-第一通道；10-第二通道；11-钛合金铸舱；12-钛合金铸舱绕轴线转动的方向；13-钛合金铸舱轴线；14-双切点刀具轴向进刀方向；15-切削前进方向；16第一球头切削刃受力方向；17-刀杆；18-基座；19-上环；20-下环；21-螺杆；22-第一球头切削刃切削时的加工基准面；23-第二球头切削刃切削时的加工基准面；α
1-第一球头切削刃的自身前角固定值；α
2-第一球头切削刃的安装前角；c-第一球头切削刃与第二球头切削刃下边缘距离；d-第二球头切削刃的直径；r-第一球头切削刃与第二球头切削刃相邻侧边缘之间的距离；a-第一球头切削刃以其加工基准面为基准的切深；b-第二球头切削刃以其加工基准面为基准的切深；w
1-切深调节齿轮的直径；w
2-第一承载体的上端部的长度尺寸；w
3-矩形槽的槽深；w
4-矩形槽的侧壁长；w
5-矩形槽的宽度。
具体实施方式
[0051]
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
[0052]
某大型金属铸舱内腔为飞行器上的壳体部件，其毛坯为钛合金桶类铸舱，最大直径为760mm，最大加工深度为920mm，区域壁厚为4-5mm，铸舱内腔内不规则分布有多处轴向筋条，筋条加工余量不均，一般为3-5mm，在对铸舱内腔加工时，存在“断续加工”的情况，导致铸舱频繁冲击刀具，使刀具快速崩刃或者磨损。
[0053]
为解决上述问题，本发明提供了一种钛合金铸舱内腔双切点加工方法，包括利用第一球头切削刃4和第二球头切削刃5对钛合金铸舱11内腔同步进行切削；
[0054]
切削时，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘不平齐，且沿切削前进方向，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5平齐设置。也就是说，在沿钛合金铸舱11内腔周向切削的过程中，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5齐头并进，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5对沿钛合金铸舱11内腔的切深不同。
[0055]
与现有技术相比，沿切削前进方向，本发明采用2个切削刃平齐设置的球头切削刃组成的刀具进行加工，切削加工时，球头切削刃的球头面位于同一平面内，且第一球头切削刃4与第二球头切削刃5的下边缘存在高度差，即两球头切削刃切削下边缘之间的距离差值≠0，二者同步进行切削，形成双切点错位的刀具，进行双切点错位加工。如此，机床运行一个加工轨迹的切深为两个球头切削刃切深之和，提高了单次切削效率；同时，加工刀具使用寿命长，进而避免了频繁更换刀具，从而提高了加工效率，单个钛合金铸舱内腔的加工时间可低至4.5h，相较于现有技术，加工效率提高了1倍左右。
[0056]
其中，切削时，第一球头切削刃4与第二球头切削刃5的下边缘不平齐，即第一球头切削刃4与第二球头切削刃5的下边缘存在高度差。且二者都同步进行切削，形成双切点错位的刀具，进行双切点错位加工。示例性的，第一球头切削刃4的切深为a，第二球头切削刃5的切深为b，第二球头切削刃5与第一球头切削刃4的下边缘之间距离c＝b》0。机床运行一个加工轨迹的切深y＝a+b。
[0057]
具体的，切削前，首先根据球头切削刃的材料硬度和待加工铸舱材料硬度确定球头切削刃的切深，以提高两个球头切削刃的使用寿命及加工效率。
[0058]
具体的，第一球头切削刃4的切深a满足：
[0059][0060]
其中，hⅰ为第一球头切削刃4的材料硬度；
[0061]h钛合金
为钛合金铸舱11材料的硬度；
[0062]
ka为修正系数，取值范围为3.0～8.9；
[0063]
d为第一球头切削刃4的直径，取值范围为6～12mm。
[0064]
具体的，第二球头切削刃5的切深b满足：
[0065][0066]
其中，hⅱ为第二球头切削刃5的材料硬度；
[0067]h钛合金
为钛合金铸舱11材料的硬度；
[0068]
kb为修正系数，取值范围为2.6～8.9；
[0069]
d为第二球头切削刃5的直径，取值范围为6～12mm。
[0070]
示例性的，直径d为12mm，h
钛合金
为rhc30，第一球头切削刃4的材料为硬质合金，hⅰ为rhc70，ka为7.10，此时，a＝1mm。
[0071]
示例性的，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的形状尺寸及材料相同，此时，hⅰ＝hⅱ＝rhc70；其中，kb取值为6.47，此时，b＝1.1mm。
[0072]
进一步的，设置两球头切削刃的工作前角，以相互配合的第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的工作前角，克服钛合金铸舱11内腔内的加工余量不均匀的筋条的冲击，来提高加工效率和刀具的使用寿命。示例性的，第一球头切削刃4的工作前角α设为较小，以承担主要的冲击，来对第二球头切削刃5进行保护，α值的大小由钛合金铸舱11材料的硬度和第一球头切削刃4的切深共同决定；第二球头切削刃5的工作前角β大于α，即α＜β，以提高其锋利度，进而提高整体的加工效率。
[0073]
具体的，第一球头切削刃4的工作前角α满足：
[0074][0075]
其中，hⅰ为第一球头切削刃4的材料硬度；
[0076]h钛合金
为钛合金铸舱11材料的硬度；
[0077]kα
为修正系数，取值范围为16.9～25.9；
[0078]
a为第一球头切削刃4的切深。
[0079]
具体的，第二球头切削刃5的工作前角β满足：
[0080][0081]
其中，hⅱ为第二球头切削刃5的材料硬度；
[0082]h钛合金
为钛合金铸舱11材料的硬度；
[0083]kβ
为修正系数，取值范围为14.2～25.3；
[0084]
b为第二球头切削刃5的切深。
[0085]
示例性的，k
α
为20.33，hⅰ为rhc70，h
钛合金
为rhc30，a为1mm，此时，α＝-1.5
°
。
[0086]
示例性的，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的形状尺寸及材料相同，此时，hⅰ＝hⅱ＝rhc70；其中，k
β
为18.08，b＝1.1mm，所以，β＝0.5
°
。
[0087]
其中，上述第一球头切削刃4和第二球头切削刃5为双切点刀具的组成部件，具体的，该双切点刀具包括刀座1、安装在刀座1上第一承载体2和第二承载体3，第一球头切削刃4安装在第一承载体2下端的第一安装槽内，第二球头切削刃5安装在第二承载体3下端的第二安装槽内。
[0088]
一般，球头切削刃的自身前角为固定值，在确定第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的工作前角后，通过设置第一安装槽和第二安装槽底面的倾斜度来调整第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的工作前角，上述底面即为与第一球头切削刃4或第二球头切削刃5的安装面相接触的面。示例性的，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的自身前角固定值分别为α1、β1，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的安装前角分别为α2、β2，第一球头切削刃4工作前角为α＝α1+α2，第二球头切削刃5的工作前角β＝β1+β2。
[0089]
示例性的，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的形状相同，此时，两球头切削刃的自身前角固定值α1、β1满足：α1＝β1，具体为1.5
°
；以此，根据公式α＝α1+α2、β＝β1+β2可计算获取第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的安装前角，即，第一球头切削刃4的安装前角α2＝α-α1＝-1.5
°
－1.5
°
＝-3
°
，第二球头切削刃5的安装前角β2＝β-β1＝0.5
°
－1.5
°
＝-1
°
。
[0090]
进一步的，在确定第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的切深、工作前角后，调节第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘之间的距离差值。示例性的，轴向进刀时，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘之间的距离差值与第二球头切削刃5的切深值相同；轴向出刀时，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘之间的距离差值与第一球头切削刃4的切深值相同。
[0091]
其中，在确定第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘距离差值后，上下移动第一承载体2和第二承载体3，来调节第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的相对位置。
[0092]
其中，第一承载体2和第二承载体3上下活动的设置在刀座1内，以便于调节第一承载体2和第二承载体3的位置。具体的，刀座1上开设有矩形通槽101，矩形通槽101的内壁设有多个贯穿刀座1上、下端面的凸起102，第一承载体2和第二承载体3的外表面设有多个贯穿两承载体上、下端面的多个凹槽8，第一承载体2和第二承载体3的一面相互贴合的插设在
矩形通槽101内，第一承载体2外表面的多个凹槽8与矩形通槽101的内壁的多个凸起102一一对应嵌合，第二承载体3外表面的多个凹槽8与矩形通槽101的内壁的多个凸起102一一对应嵌合，在外力作用下，第一承载体2和第二承载体3能够在刀座1的矩形通槽101内上下移动。
[0093]
其中，可通过调节机构施加外力以实现第一承载体2和第二承载体3在刀座1的矩形通槽101内的上下移动。具体的，该调节机构包括切深调节齿轮6，为了形成容纳切深调节齿轮6的内部腔室，第一承载体2和第二承载体3相互贴合的一面分别设有矩形槽7，第一承载体2的矩形槽7和第二承载体3的矩形槽7共同形成容纳切深调节齿轮6的内部腔室；矩形槽7底面为齿面，该齿面能与切深调节齿轮6啮合。调节机构还包括转动轴，转动轴的一端与切深调节齿轮6连接，另一端与设置在刀座1上的驱动组件传动相接。为了便于施加外力，转动轴的数量可为2个，分别设置在切深调节齿轮6的两端。
[0094]
当需要调节切深时，启动驱动组件，在驱动组件的作用下，切深调节齿轮6转动。初始状态下，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘齐平，若切深调节齿轮6顺时针转动，则第一承载体2带动第一球头切削刃4远离钛合金铸舱11内腔壁面移动，第二承载体3带动第二球头切削刃5靠近钛合金铸舱11内腔壁面移动，以此实现对第一球头切削刃4和第二球头切削刃5下边缘之间的距离差值c的调节。
[0095]
其中，在切深调节齿轮6顺时针转动时，第一球头切削刃4远离钛合金铸舱11内腔端面移动的距离p1满足：
[0096]
p1＝v1*t1[0097]
其中，v1为切深调节齿轮6转动时的侧端面线速度；
[0098]
t1为切深调节齿轮6转动时间。
[0099]
第二球头切削刃5靠近钛合金铸舱11内腔端面移动的距离p2满足：
[0100]
p2＝p1[0101]
因此，
[0102]
此时，切深调节齿轮6转动的时间：
[0103][0104]
以此，实现对第一承载体2和第二承载体3的位置精准调节。
[0105]
进一步的，在确定第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘之间的距离差值后，利用第一球头切削刃4和第二球头切削刃5对钛合金铸舱内腔进行加工。
[0106]
具体的，加工时，钛合金铸舱11以转速v2＝29～37r/min转动，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5以速度0.1-0.2mm/r进刀。
[0107]
具体的，初始加工钛合金铸舱11内腔时，第一球头切削刃4首先对钛合金铸舱11内腔进行切削，此时，第二球头切削刃5处于空刀状态，一段时间后，轴向进刀，在此过程中，第二球头切削刃5对第一球头切削刃4所加工的面进行切削，此时，一个加工轨迹的切深y＝a+b，大大提高了加工效率。
[0108]
其中，初始状态下，钛合金铸舱11内腔的不规则筋条具有不规则的加工余量，第一
球头切削刃4以较小的工作前角承受该不规则余量筋条的冲击，以对第二球头切削刃5进行保护，第二球头切削刃5以较大的工作前角来提高切削时的锋利度，以提高双切点刀具的整体加工效率及使用寿命。
[0109]
其中，在第一球头切削刃4轴向移动至钛合金铸舱11底部的内腔处时，利用调节机构调节第一球头切削刃4、第二球头切削刃5距钛合金铸舱11内腔的距离，以对钛合金铸舱11底部的内腔进行加工。
[0110]
具体的，逆时针转动切深调节齿轮6，该切深调节齿轮6转动时间为此时，第一球头切削刃4继续进行切削，其切深为v1*t3；一段时间后，继续逆时针转动切深调节齿轮6，该切深调节齿轮6转动时间为此时，第一球头切削刃4继续进行切削，其切深为v1*t5；以此，利用第一球头切削刃4对钛合金铸件11底部的内腔位置处进行切削加工，最终，第一球头切削刃4最后加工的面与第二球头切削刃5最后加工的面齐平。
[0111]
进一步的，在第一球头切削刃4最后加工的面与第二球头切削刃5最后加工的面齐平后，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5以速度0.1-0.2mm/r出刀，利用第一球头切削刃4和第二球头切削刃5对钛合金铸舱11内腔进行加工。此时，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的切深值不变，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘之间的距离调节为a，相对于第二球头切削刃5，第一球头切削刃4距钛合金铸舱11内腔壁面更近。
[0112]
在调节第一球头切削刃4的切深为a的过程中，第一球头切削刃4首先对钛合金铸舱11底部的内腔进行切削，此时，第二球头切削刃5处于空刀状态；当第二球头切削刃5的切深达到b时，此时，第一球头切削刃4在钛合金铸舱底部的内腔的切深值为a+b；当第二球头切削刃5的切深达到b时，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5开始以速度0.1-0.2mm/r出刀，此时，一个加工轨迹的切深y＝a+b，大大提高了加工效率。
[0113]
进一步的，切削时，沿切削前进的方向，利用清洁装置对第一球头切削刃4和第二球头切削刃5相邻面之间的间隙处进行降温、润滑及去除碎屑。
[0114]
其中，上述清洁装置包括在第一承载体2上开设的用于气、液流通的第一通道9和第二通道10，沿切削前进的方向，第一通道9的喷气口和第二通道10的喷液口分别位于第一球头切削刃4、第二球头切削刃5的球头面后端，且朝向第一球头切削刃4和第二球头切削刃5之间的间隙设置。以此，喷出的气体提高切削液的流速，进而提高对碎屑的清理效率，同时，可提高第一球头切削刃4和第二球头切削刃5表面空气流动速度，进而来提高对双切点刀具的降温效果。
[0115]
具体的，沿切削前进方向，第一通道9的喷气口位于第二通道10的喷液口的下端设置。示例性的，第一通道9内用于流通空气或氮气，第一通道9的喷气口出风速率为8～10m/s；第二通道10内用于流通切削液，第二通道10的喷液口出液速率为0.25～0.3m/s。其中，在第一承载体2的外部设置供气装置和供液装置，第一通道9的进气端与设置在第一承载体2外部的供气装置连通，第二通道10的进液口与供液装置连通，以实现第一通道9能够稳定的喷出气体及实现第二通道10稳定的喷出切削液。
[0116]
为了实现上述的钛合金铸舱内腔双切点加工方法，本发明还提供了一种钛合金铸
舱加工双切点刀具，如附图5所示，该双切点刀具包括刀座1、安装在刀座1上的第一承载体2和第二承载体3，以及安装在第一承载体2下端的第一球头切削刃4和安装在第二承载体3下端的第二球头切削刃5；
[0117]
如图2-3所示，沿切削方向，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5平齐设置，且同步切削；第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘不平齐。也就是说，在沿钛合金铸舱11内腔周向切削的过程中，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5齐头并进，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5对沿钛合金铸舱11内腔的切深不同。
[0118]
与现有技术相比，沿切削前进方向，本发明的加工刀具为2个切削刃平齐设置的球头切削刃，球头切削刃的球头面位于同一平面内，且第一球头切削刃4与第二球头切削刃5的下边缘存在高度差，即两球头切削刃切削下边缘之间的距离差值≠0，二者同步进行切削，形成双切点错位的刀具，进行双切点错位加工。切削过程中，刀具沿钛合金铸舱11内腔周向切削，沿钛合金铸舱11内腔轴向进刀，当沿钛合金铸舱11内腔周向切削一周后，形成一个周向的加工轨迹，沿钛合金铸舱11内腔轴向进刀，第二球头切削刃5在第一球头切削刃4形成的前一加工轨迹上切削，如此，机床运行一个加工轨迹的切深为两个球头切削刃切深之和，提高了单次切削效率；同时，以2个球头切削刃分担加工切削量，降低单个切削刃承受的加工量，在加工单个零件时，单个刀刃承受的磨损降低，因而提高了加工刀具的寿命。加工刀具使用寿命长，进而避免了频繁更换刀具，从而提高了加工效率，单个钛合金铸舱内腔的加工时间可低至4.5h，相较于现有技术，加工效率提高了1倍左右。
[0119]
其中，第一球头切削刃4与第二球头切削刃5的下边缘不平齐，即第一球头切削刃4与第二球头切削刃5的下边缘存在高度差。且二者都同步进行切削，形成双切点错位的刀具，进行双切点错位加工。示例性的，第一球头切削刃4的切深为a，第二球头切削刃5的切深为b，第二球头切削刃5与第一球头切削刃4的下边缘之间距离c＝b》0。机床运行一个加工轨迹的切深y＝a+b。
[0120]
具体的，如图5所示，上述双切点刀具包括刀座1及安装在刀座1上的第一承载体2和第二承载体3，为了便于球头切削刃的安装和更换，第一承载体2的下端开设有用于安装第一球头切削刃4的第一安装槽，第二承载体3的下端开设有用于安装第二球头切削刃5的第二安装槽。
[0121]
具体的，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的一侧分别螺接在第一安装槽和第二安装槽内，沿切削行进方向，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5具有两个相对的面，其中一面为安装第一承载体2和第二承载体3的安装面，另一端面为作为工作侧的球头凸形面，凸形面的边缘为圆形切削刃，两个圆形切削刃的直径均为d。其中，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5之间的间隙为r＝1/4d，如此，较小的间隙便于阻挡尺寸较大的切屑进入两球头切削刃相邻的区域，来降低对第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的磨损，同时，利于对靠近钛合金铸舱11内腔底部的区域加工，以提高加工效率。示例性的，d为12mm。
[0122]
根据球头切削刃的材料硬度和待加工铸舱材料硬度确定球头切削刃的切深，以提高两个球头切削刃的使用寿命及加工效率。
[0123]
具体的，第一球头切削刃4的切深a满足：
[0124][0125]
其中，hⅰ为第一球头切削刃4的材料硬度；
[0126]h钛合金
为钛合金铸舱11材料的硬度；
[0127]
ka为修正系数，取值范围为3.0～8.9；
[0128]
d为第一球头切削刃4的直径，取值范围为6～12mm。
[0129]
具体的，第二球头切削刃5的切深b满足：
[0130][0131]
其中，hⅱ为第二球头切削刃5的材料硬度；
[0132]h钛合金
为钛合金铸舱11材料的硬度；
[0133]
kb为修正系数，取值范围为2.6～8.9；
[0134]
d为第二球头切削刃5的直径，取值范围为6～12mm。
[0135]
示例性的，直径d为12mm，h
钛合金
为rhc30，第一球头切削刃4的材料为硬质合金，hⅰ为rhc70，ka为7.10，此时，a＝1mm。
[0136]
示例性的，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的形状尺寸及材料相同，此时，hⅰ＝hⅱ＝rhc70；其中，kb取值为6.47，此时，b＝1.1mm。
[0137]
考虑到在加工至靠近钛合金铸舱11底部的内腔时，利用上述双切点刀具，无法实现对于靠近钛合金铸舱11底部的内腔的最后一圈的加工，本发明的第一球头切削刃4和第二球头切削刃5可在第一承载体2和第二承载体3的带动下上、下移动。
[0138]
具体的，刀座1上开设有矩形通槽101，矩形通槽101的内壁设有多个贯穿刀座1上、下端面的凸起102，第一承载体2和第二承载体3的外表面设有多个贯穿两承载体上、下端面的多个凹槽8，第一承载体2和第二承载体3的一面相互贴合的插设在矩形通槽101内，第一承载体2外表面的多个凹槽8与矩形通槽101的内壁的多个凸起102一一对应嵌合，第二承载体3外表面的多个凹槽8与矩形通槽101的内壁的多个凸起102一一对应嵌合，在外力作用下，第一承载体2和第二承载体3能够在刀座1的矩形通槽101内上下移动。
[0139]
进一步地，可在刀座1内设置调节机构，便于施加外力以实现第一承载体2和第二承载体3在刀座1的矩形通槽101内的上下移动。
[0140]
具体的，调节机构包括切深调节齿轮6，为了形成容纳切深调节齿轮6的内部腔室，第一承载体2和第二承载体3相互贴合的一面分别设有矩形槽7，第一承载体2的矩形槽7和第二承载体3的矩形槽7共同形成容纳切深调节齿轮6的内部腔室。
[0141]
为了实现第一承载体2和第二承载体3在刀座1的矩形通槽101内的上下移动，矩形槽7底面为齿面，该齿面能与切深调节齿轮6啮合。
[0142]
为了便于施加外力，调节机构还包括转动轴，转动轴的一端与切深调节齿轮6连接，另一端与设置在刀座1上的驱动组件传动相接。转动轴的数量可为2个，分别设置在切深调节齿轮6的两端。
[0143]
其中，上述驱动组件包括与一端的转动轴啮合相接的驱动轴及用于控制驱动轴转动的驱动电机组件。其中，切深调节齿轮6的两平面端部与矩形槽7的侧端面滑动相接。
[0144]
当需要调节切深时，启动驱动组件，在驱动组件的作用下，切深调节齿轮6转动。初始状态下，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘齐平，若切深调节齿轮6顺时针转动，则第一承载体2带动第一球头切削刃4远离钛合金铸舱11内腔壁面移动，第二承载体3带动第二球头切削刃5靠近钛合金铸舱11内腔壁面移动，以此实现对第一球头切削刃4和第二球头切削刃5下边缘之间的距离差值c的调节。
[0145]
其中，在切深调节齿轮6顺时针转动时，第一球头切削刃4远离钛合金铸舱11内腔端面移动的距离p1满足：
[0146]
p1＝v1*t1[0147]
其中，v1为切深调节齿轮6转动时的侧端面线速度；
[0148]
t1为切深调节齿轮6转动时间。
[0149]
第二球头切削刃5靠近钛合金铸舱11内腔端面移动的距离p2满足：
[0150]
p2＝p1[0151]
因此，
[0152]
此时，切深调节齿轮6转动的时间：
[0153][0154]
以此，实现对第一承载体2和第二承载体3的位置精准调节。
[0155]
具体的，第一承载体2和第二承载体3的上端部的长方体部分结构尺寸相同，切深调节齿轮6为圆柱体结构，其直径w1＝w2，其中，w2为第一承载体2或第二承载体3的上端部的长度尺寸；
[0156]
其中，矩形槽的尺寸条件满足：
[0157]
矩形槽7的槽深w3＝1/2w2；
[0158]
矩形槽7的侧壁长w4＝1/4w2；
[0159]
矩形槽7的宽度w5＝2πw2。
[0160]
一般，刀刃的工作前角越大，刀刃就越锋利，但刀刃的抗冲击性就越弱，现有技术一般通过提高刀刃的锋利度来提高加工效率，但往往造成刀刃寿命过短，需要人工频繁更换刀具。同时，考虑到铸舱内腔内的筋条加工余量不均匀，设置两个齐头并进的球头切削刃时，两个球头切削刃均需要承受主要的冲击，加工刀具的使用寿命均会同步损失。
[0161]
为此，本发明以相互配合的第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的工作前角，即第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的工作前角不相同，一球头切削刃首先与筋条接触，设置较小工作前角的球头切削刃抗冲击性好，承受主要的冲击，来进一步提高刀具的使用寿命、整体强度以及切削效率。
[0162]
具体的，如附图3-5所示，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的自身前角固定值分别为α1、β1，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的安装前角分别为α2、β2，第一球头切削刃4工作前角为α＝α1+α2，第二球头切削刃5的工作前角β＝β1+β2。
[0163]
其中，第一球头切削刃4的工作前角α设为较小，以承担主要的冲击，来对第二球头
切削刃5进行保护，α值的大小由钛合金铸舱11材料的硬度和第一球头切削刃4的切深共同决定；第二球头切削刃5的工作前角β大于α，即α＜β，以提高其锋利度，进而提高整体的加工效率。
[0164]
其中，在确定α、β值后，通过调整第一安装槽、第二安装槽底面的倾斜度和第一球头切削刃4和第二球头切削刃5自身的前角固定值，来调整α、β值。
[0165]
具体的，第一球头切削刃4的工作前角α满足：
[0166][0167]
其中，hⅰ为第一球头切削刃4的材料硬度；
[0168]h钛合金
为钛合金铸舱11材料的硬度；
[0169]kα
为修正系数，取值范围为16.9～25.9；
[0170]
a为第一球头切削刃4的切深。
[0171]
具体的，第二球头切削刃5的工作前角β满足：
[0172][0173]
其中，hⅱ为第二球头切削刃5的材料硬度；
[0174]h钛合金
为钛合金铸舱11材料的硬度；
[0175]kβ
为修正系数，取值范围为14.2～25.3；
[0176]
b为第二球头切削刃5的切深。
[0177]
示例性的，k
α
为20.33，hⅰ为rhc70，h
钛合金
为rhc30，a为1mm，此时，α＝-1.5
°
。
[0178]
示例性的，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的形状尺寸及材料相同，此时，hⅰ＝hⅱ＝rhc70；其中，k
β
为18.08，b＝1.1mm，所以，β＝0.5
°
。
[0179]
具体的，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的自身前角固定值由球头切削刃本身形状决定，示例性的，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的形状相同，此时，两球头切削刃的自身前角固定值α1、β1满足：α1＝β1，具体为1.5
°
；以此，根据公式α＝α1+α2、β＝β1+β2可计算获取第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的安装前角，即，第一球头切削刃4的安装前角α2＝α-α1＝-1.5
°
－1.5
°
＝-3
°
，第二球头切削刃5的安装前角β2＝β-β1＝0.5
°
－1.5
°
＝-1
°
。
[0180]
在确定第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的安装前角后，分别对第一安装槽和第二安装槽内的底面的倾斜度进行设置，上述底面即为与第一球头切削刃4或第二球头切削刃5的安装面相接触的面，该底面倾斜度分别与第一球头切削刃4、第二球头切削刃5的安装前角度数相同，以此实现对第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的安装前角的调整。
[0181]
具体的，如图7所示，第一承载体2由上、下两部分构成，其上部安装在刀座1内的矩形通槽101内，其下部螺接在上部的下端，便于更换；上述第一承载体2的下部开设有用于安装第一球头切削刃4的第一安装槽，如附图4所示，第一安装槽的底面倾斜度为α2，在加工第一承载体2的下部时，对该底面倾斜度加工成型，以调节第一球头切削刃4的工作前角。
[0182]
具体的，第二承载体3与第一承载体2的构造相同，区别在于开设于第二承载体3下部的第二安装槽的底面倾斜度，第二安装槽的底面倾斜度为β2。
[0183]
考虑到第一球头切削刃4和第二球头切削刃5相邻面之间的间隙小，示例性的，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5之间的间隙为3mm；在切削加工的过程中，现有的切削液给液方式可能无法给到间隙内，对第一球头切削刃4和第二球头切削刃5之间间隙处的端面无法降温处理，此外，碎屑也会进入第一球头切削刃4和第二球头切削刃5之间的间隙内，可能会堆积在第一球头切削刃4和第二球头切削刃5之间，碎屑堆积多了会磨损第一球头切削刃4和第二球头切削刃5，降低使用寿命。
[0184]
为解决上述问题，可设有清洁装置，以在切削的过程中，对第一球头切削刃4和第二球头切削刃5相邻面之间的间隙处进行降温、润滑及去除残留金属碎屑。
[0185]
具体的，该清洁装置包括在第一承载体2上开设有用于气、液流通的第一通道9和第二通道10，沿切削前进的方向，第一通道9的喷气口和第二通道10的喷液口分别位于第一球头切削刃4、第二球头切削刃5的球头面后端，且朝向第一球头切削刃4和第二球头切削刃5之间的间隙设置。
[0186]
为了提高第二通道10喷出的切削液的流速，以对粘附在第一球头切削刃4和第二球头切削刃5相邻边缘间隙处的碎屑进行清理，本发明以喷出的气体提高切削液的流速，来提高对碎屑的清理效率，同时通过加速第一球头切削刃4和第二球头切削刃5表面空气流动，来提高对双切点刀具的降温效果。
[0187]
具体的，沿切削前进方向，第一通道9的喷气口位于第二通道10的喷液口的下端设置。其中，第一通道9内用于流通空气或氮气，第二通道10内用于流通切削液。第一通道9的喷气口的直径为x1，第二通道10的喷液口的直径为x2，其中，1/3*r1《x1＝x2《1/2*r1，即1mm《x1＝x2《1.5mm，设定x1＝x2＝1.4mm；其中，第一通道9的喷气口出风速率为8～10m/s；第二通道10的喷液口出液速率为0.25～0.3m/s，以此，通过喷出的气体增加切削液朝向第一球头切削刃4与第二球头切削刃5间隙处，以提高对间隙内的刀刃进行降温、润滑及去除残留金属碎屑效果。
[0188]
为了实现第一通道9能够稳定的喷出气体及实现第二通道10稳定的喷出切削液，本发明在第一承载体2的外部设置供气装置和供液装置。具体的，第一通道9的进气端与设置在第一承载体2外部的供气装置连通，该供气装置包括用于向第一通道9内输送空气或氮气的输气管。第二通道10的进液口与供液装置连通，该供液装置包括用于向第二通道10内输送切削液的输液管道。
[0189]
进一步的，为了更好实现上述的钛合金铸舱双切点加工方法，本发明还提供了一种双切点加工装置。该双切点加工装置包括上述双切点刀具，还包括一端与刀座1固定连接的刀杆17，该刀杆17的另一端固定设置在基座18内，该基座18安装于机床z轴托板上，以此，通过机床z轴托板控制基座18带动刀杆17移动，进而带动双切点刀具在z轴托板移动的方向上移动，以进行切削作业。
[0190]
具体的，刀杆17的参数满足：
[0191]
直径e＝0.35*e1；
[0192]
长度l＝l1+5；
[0193]
强度系数
[0194]
其中，e1为钛合金铸舱11内腔直径；
[0195]
l1为钛合金铸舱11内腔深度。
[0196]
示例性的，e1＝760mm，l1＝920mm，此时，可见，t≤5，属于高强度系统，刀杆17强度能够满足切削需求。
[0197]
为了提高切削过程的稳定性，还设置了夹紧工装，该夹紧工装包括用于固定钛合金铸舱11的两处夹紧件，用以对钛合金铸舱11进行轴向夹紧，以在切削时，保证钛合金铸舱11的稳定性，进而提高切削效率。
[0198]
具体的，该夹紧工装包括上环19及通过螺杆21与上环19固定连接的下环20。其中，上环19固定于机床卡盘的端面上，用于放置钛合金铸舱11，下环20通过螺杆21与上环19固定连接，并将钛合金铸舱11夹持在上环19和下环20之间，以在轴向压紧钛合金铸舱11，以此，通过该夹紧工装，使装夹力集中在轴线方向，减小钛合金铸舱11的径向受力，能够极大减小钛合金铸舱11装夹变形，提高了对钛合金铸舱11稳定切削控制。
[0199]
为了进一步提高对钛合金铸舱11装夹的稳定性，在上环19、下环20设有与钛合金铸舱11外形间隙为0.1mm的止口，以限制钛合金铸舱11的x、y、z、a、b五个方向自由度。
[0200]
具体的，为了便于装夹钛合金铸舱，上环19的参数满足：
[0201]
内径j1＝0.9e1；
[0202]
外径j2＝1.2e1。
[0203]
下环20的参数满足：
[0204]
内径j3＝0.97e1；
[0205]
外径j4＝1.2e1。
[0206]
螺杆21的参数满足：
[0207]
长度g＝1.1l1。
[0208]
具体的，共设有四个螺杆21，均匀的布设在上环19、下环20之间。螺杆21的两端设有相适配的螺母，通过螺杆21与螺母的配合来固定上环19、下环20。示例性的，该螺母为gbt6170螺母m20，使用扭矩扳手对该螺母进行紧固。
[0209]
其中，扭矩扳手的扭矩值m设定为45
±
3n
·
m，在使用扭矩扳手对螺母进行紧固的过程中，扭矩扳手在发出“卡塔”声后是提示已达到设定的扭矩值，该螺母的压紧力矩f1满足：
[0210][0211]
其中，t
扭矩
＝m＝45
±
3n
·
m；
[0212]k扭矩
为该螺母所对应的扭矩系数，为0.15；
[0213]d螺杆
为螺杆21与螺母配合端的直径，为0.020m；
[0214]
此时，四个螺母对下环20的总压紧力f
总
＝4f1＝60～64kn。
[0215]
示例性的，采用电阻式测力仪对车削力f
车削
进行测定，在车削的过程中，f
车削
始终小于55kn，直观表现为，在加工的过程中，钛合金铸舱11始终处于稳定的装夹状态。
[0216]
示例性的，通过激光扫描仪或百分表测量法对钛合金铸舱11外形尺寸进行测定，在装夹前，钛合金铸舱11内径深度为l1＝1m；装加后，钛合金铸舱11内径深度为l2＝1.02m；l
2-l1＝0.02《0.05，可见，在车削加工的过程中，该夹紧工装的力学性能满足要求，同时，装夹致使钛合金铸舱11变形量小，满足加工要求。
[0217]
为了进一步提高双切点刀具的使用寿命，还设置了切削液给进装置，该切削液给进装置包括用于输送切削液的切削液输送管，沿切削前进方向，以对第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的球头面处进行降温、润滑及清除较大的切屑。
[0218]
具体的，沿切削前进方向，切削液输送管的出液口对着第一球头切削刃4和第二球头切削刃5切削面的间隙处设置。其中，切削液输送管的出液口直径x3＝5/4d，出液口处的切削液流速为0.2-0.3m/s。切削时，切削液与第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的球头面接触，接着经第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的侧端向下流经至侧端面；另外，少部分切削液流经至第一球头切削刃4和第二球头切削刃5之间的间隙处。
[0219]
为了实现切削液输送管稳定的喷出切削液，该切削液给进装置包括用于向切削液输送管内输送切削液的切削液存储装置，以稳定的向切削液输送管内输送切削液。
[0220]
作业时，通过夹紧工装带动钛合金铸舱11以29～37r/min速度转动；通过机床z轴托板控制基座18带动刀杆17移动，进而带动双切点刀具在z轴托板移动的方向上移动，实现双切点刀具以0.1～0.2mm/r的速度轴向进刀或出刀；切削时，沿切削前进的方向，通过切削液给进装置对第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的球头面处进行降温、润滑及去除碎屑，以配合清洁装置实现对第一球头切削刃4和第二球头切削刃5全方位的降温、润滑及去除碎屑的效率。
[0221]
与现有技术相比，本发明的双切点加工方法，沿切削前进方向，采用两个平齐设置且下边缘不平齐的两个球头切削刃进行切削，一个加工轨迹的切深为两个球头切削刃的切深之和，提高了加工效率；切削时，以不同工作前角的两个球头切削刃来降低钛合金铸舱内腔内不均匀加工余量的筋条对刀具使用寿命的影响，即，采用一个工作前角较小的球头切削刃承受主要的冲击，采用一个工作前角较大的球头切削刃保证刀具的整体锋利度，以此，提高了刀具的使用寿命，以及提高了加工效率。
[0222]
本发明采用的刀具为2个球头切削刃组成的双切点错位的刀具，即两个球头切削刃均参与切削，两球头切削刃切削端部之间的距离差值≠0，以此，机床运行一个加工轨迹的切深为两个球头切削刃切深之和，提高了单次切削效率；以及，通过设定两个球头切削刃的工作前角组合，即，α＜β，在保证加工刀具整体的抗冲击性的情况下，提高了加工刀具的整体的锋利度，进而提高了加工效率。
[0223]
可通过切深调节齿轮6对第一承载体2和第二承载体3的相对位置进行调整，进而可精准调节球头切削刃的切深，以及实现在加工的过程中对各刀刃相对于钛合金铸舱11内腔的位置进行调节，以此，一方面可实现往复切削，另一方面可对钛合金铸舱11内腔靠近上环19处的侧壁进行切削，以实现了对钛合金铸舱11内腔全方位无死角的加工，进而提高了加工效率。
[0224]
采用本发明的双切点加工方法，可提高刀具使用寿命，进而避免了频繁更换刀具，从而提高了加工效率，单个钛合金铸舱11内腔的加工时间可低至4.5h，相较于现有技术，加工效率提高了1倍左右。
[0225]
在加工钛合金铸舱11内腔时，本发明以2个球头切削刃分担加工切削量，降低单个切削刃承受的加工量，相比于现有技术，在加工单个零件时，单个刀刃承受的磨损降低，因而提高了加工刀具的寿命；以及，一球头切削刃以较小的工作前角承受主要的冲击，对另一球头切削刃进行保护，即初始状态下，钛合金铸舱11内腔内的筋条加工余量不均匀，一球头切削刃首先与筋条接触，设置较小工作前角的球头切削刃抗冲击性好，承受主要的冲击，而该球头切削刃加工后的端面为均匀端面，避免了不均匀端面产生局部断续切削的现象，进而降低了对另一球头切削刃的冲击，以此提高了该加工刀具的使用寿命。
[0226]
可通过设置在第一承载体2上的切削液喷出通道与气体喷出通道，对刀刃间隙处进行降温、润滑，解决了现有的切削液给液方式可能无法给到间隙内的问题，以此实现了对刀刃的全方位降温、润滑处理，同时，能够去除刀刃间隙内粘附的碎屑，避免碎屑摩擦刀刃，以此，进一步提高了刀具的使用寿命，单个刀刃的使用寿命最低为8.2h，相比于现有技术，提高了16.4-24.6倍。
[0227]
本发明的两球头切削刃均可采用圆形刃，该圆形刃的各个角度的工作前角相同，以此，刀刃的切削端部崩刃时，只需转动圆形刃，未崩刃的部位可继续以原切深、工作前角进行切削作业，单个刀刃的利用率提高，降低了成本，且安装过程中无需再调试切深及工作前角，安装效率得到提高，进而提高了整体的加工效率。
[0228]
实施例1：
[0229]
一种钛合金铸舱内腔双切点加工方法，包括以下步骤：
[0230]
s101：利用夹紧工装，在轴向上压紧钛合金铸舱11。
[0231]
具体的，将上环19固定于机床卡盘的端面上，并将钛合金铸舱11一端放置在上环19的止口内；然后将下环20止口位置卡在钛合金铸舱11的另一端面上，并通过螺杆21与螺母的配合将下环20与上环19固定连接，以限制钛合金铸舱11的x、y、z、a、b五个方向自由度。
[0232]
其中，上环19的内径j1＝0.9e1＝684mm，上环19的外径j2＝1.2e1＝912mm；下环20的内径j3＝0.97e1＝737.2mm，下环20的外径j4＝1.2e1＝912mm；螺杆21的长度g＝1.1l1＝1012mm。
[0233]
s102：将双切点刀具与用于控制进刀或出刀的装置连接。
[0234]
具体的，将双切点刀具的刀座1与刀杆17固定连接，刀杆17的另一端固定设置在基座18内，该基座18安装于机床z轴托板上，以此，通过机床z轴托板控制基座18带动刀杆17移动，进而带动双切点刀具在z轴托板移动的方向上移动，以进行切削作业。
[0235]
其中，刀杆17的直径e＝0.35*e1＝0.35
×
760＝266mm；刀杆17的长度l＝l1+5＝920+5＝925mm。
[0236]
s103：设定给刀位置，调整刀具的状态。
[0237]
具体的，以平行于机床的水平线为x轴，以垂直于x轴的竖直线为y轴，以钛合金铸舱11一端口中心为零点，以平行于钛合金铸舱11顶部的内腔端口的面为坐标轴面，在该坐标系下，给刀位置在钛合金铸舱11内腔端口的左下45
°
位置，即-135
°
的位置。
[0238]
具体的，调整第一承载体2、第二承载体3垂直于该给刀位置端面；并顺时针转动切深调节齿轮6，转动的时间使得第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘之间的距离为1.1mm。
[0239]
s104：调整钛合金铸舱状态，并将双切点刀具移动至给刀位置处。
[0240]
具体的，通过机床控制卡盘逆时针转动，转速为34r/min，以带动钛合金铸舱11内腔逆时针转动；以及通过z轴托板控制刀杆17移动，以将双切点刀具移动至给刀位置处。
[0241]
s105：利用双切点刀具对钛合金铸舱内腔进行车削加工。
[0242]
具体的，加工时，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5以速度0.1mm/r进刀。
[0243]
具体的，初始加工钛合金铸舱11内腔时，第一球头切削刃4首先对钛合金铸舱11内腔进行切削，此时，第二球头切削刃5处于空刀状态，一段时间后，轴向进刀，在此过程中，第二球头切削刃5对第一球头切削刃4所加工的面进行切削，此时，一个加工轨迹的切深y＝a+b，大大提高了加工效率。
[0244]
其中，在第一球头切削刃4轴向移动至钛合金铸舱11底部的内腔处时，利用调节机构调节第一球头切削刃4、第二球头切削刃5距钛合金铸舱11内腔的距离，以对钛合金铸舱11底部的内腔进行加工。
[0245]
具体的，逆时针转动切深调节齿轮6，该切深调节齿轮6转动时间为此时，第一球头切削刃4继续进行切削，其切深为v1*t3；一段时间后，继续逆时针转动切深调节齿轮6，该切深调节齿轮6转动时间为此时，第一球头切削刃4继续进行切削，其切深为v1*t5；以此，利用第一球头切削刃4对钛合金铸件11底部的内腔位置处进行切削加工，最终，第一球头切削刃4最后加工的面与第二球头切削刃5最后加工的面齐平。
[0246]
具体的，在第一球头切削刃4最后加工的面与第二球头切削刃5最后加工的面齐平后，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5以速度0.1mm/r出刀，利用第一球头切削刃4和第二球头切削刃5对钛合金铸舱11内腔进行加工。此时，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的切深值不变，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的下边缘之间的距离调节为a，相对于第二球头切削刃5，第一球头切削刃4距钛合金铸舱11内腔壁面更近。其中，在调节第一球头切削刃4的切深为a的过程中，第一球头切削刃4首先对钛合金铸舱11底部的内腔进行切削，此时，第二球头切削刃5处于空刀状态。
[0247]
通过机床继续调节第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的位置，使得第二球头切削刃5的切深达到b。其中，在调节第二球头切削刃5的切深值为b的过程中，双切点刀具垂直于钛合金铸舱11内腔移动的速度为0.1mm/r。
[0248]
当第二球头切削刃5的切深达到b时，此时，第一球头切削刃4在钛合金铸舱底部的内腔的切深值为a+b；当第二球头切削刃5的切深达到b时，通过z轴托板，使得刀杆17带动第一球头切削刃4和第二球头切削刃5开始以速度0.1mm/r出刀，此时，一个加工轨迹的切深y＝a+b，大大提高了加工效率。
[0249]
其中，第一球头切削刃4的切深其中，第一球头切削刃4的切深其工
作前角作前角其安装前角α2＝α-α1＝-1.5
°
－1.5
°
＝-3
°
；
[0250]
其中，第二球头切削刃5的切深其中，第二球头切削刃5的切深其工作前角工作前角其安装前角β2＝β-β1＝0.5
°
－1.5
°
＝-1
°
。
[0251]
其中，轴向进刀切削时，第二球头切削刃5和第一球头切削刃4下边缘之间距离c＝1.1mm；轴向出刀切削时，第二球头切削刃5和第一球头切削刃4下边缘之间距离c＝1mm。其中，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5相邻边缘之间的间隙为3mm。机床运行一个加工轨迹的切深y＝a+b＝2.1mm。
[0252]
其中，w1＝w2＝20mm，矩形槽7的槽深w3＝1/2w2＝10mm；矩形槽7的侧壁长w4＝1/4w2＝5mm；矩形槽7的宽度w5＝2πw2＝126mm；初始状态下，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的底部齐平。
[0253]
其中，第一球头切削刃4和第二球头切削刃5的一端面为安装面，分别螺接在第一安装槽、第二安装槽内，其另一端面为凸形面，凸形面的端部为圆形切削刃，位于凸形面的中部设有凹槽，安装时，螺钉的头部位于凹槽内，螺钉的杆部透过安装面与第一安装槽或第二安装槽固定连接。
[0254]
s106：在切削的过程中，利用切削液给进装置对双切点刀具进行降温、润滑及去除碎屑，同时，启动供气装置和供液装置，对第一球头切削刃和第二球头切削刃的间隙内进行降温、润滑及去除碎屑。
[0255]
具体的，出液口直径x3＝5/4d＝15mm，出液口处的切削液流速为0.3m/s。
[0256]
具体的，x1＝x2＝1.4mm；其中，第一通道9的喷气口出风速率为10m/s；第二通道10的喷液口出液速率为0.3m/s。
[0257]
利用该方法进行加工，单件加工时间为4.5h，第一球头切削刃4的使用寿命为8.2h，第二球头切削刃5的使用寿命为8.8h。
[0258]
对比例1：
[0259]
一种钛合金铸舱内腔加工方法，与实施例1的区别在于，
[0260]
对比例1采用一个球头切削刃对钛合金铸舱内腔进行往复切削。其中，球头切削刃的切深固定为1mm，机床运行一个轨迹的切深为1mm，球头切削刃的工作前角固定为1
°
。
[0261]
利用该加工刀具对钛合金铸舱内腔进行加工，单件加工时间为8.5h，球头切削刃的使用寿命为20-30min。
[0262]
与对比例1相比，本发明明显提高了加工效率、刀具使用寿命，以及降低了人工参与率。详细见下。
[0263]
表1实施例1和对比例1加工效果
[0264][0265][0266]
由表1可知，本发明中加工单个零件的时间为4.5h，远低于对比例1单个零件的加工时间8.5h，可见，采用本发明的双切点加工方法，能够显著提高加工效率。
[0267]
在加工过程中，本发明的刀刃持续加工时间均不小于8.2h，最高可达8.8h，远高于对比例1中刀刃持续加工时间20-30min，可见，采用本发明的双切点加工方法，能够显著提高刀具的使用寿命，在加工的过程中无需更换刀具，提高了加工效率，同时，降低了人为参与率。
[0268]
以此，本发明利用该上述双切点加工方法对钛合金铸舱内腔进行断续高效车削加工，可有效解决零件频繁冲击刀具，导致刀具快速崩刃或者磨损的问题，同时可有效提高切削加工效率。
[0269]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种钛合金铸舱内腔双切点加工方法，其特征在于：包括利用第一球头切削刃和第二球头切削刃对钛合金铸舱内腔同步进行切削；其中，切削时，第一球头切削刃和第二球头切削刃的下边缘不平齐，且沿切削前进方向，第一球头切削刃和第二球头切削刃平齐设置。2.根据权利要求1所述的双切点加工方法，其特征在于：切削时，所述第一球头切削刃的切深a满足：其中，hⅰ为第一球头切削刃的材料硬度；h
钛合金
为钛合金铸舱材料的硬度；k
a
为修正系数，取值范围为3.0～8.9；d为第一球头切削刃的直径，取值范围为6～12mm；所述第二球头切削刃的切深b满足：其中，hⅱ为第二球头切削刃的材料硬度；h
钛合金
为钛合金铸舱材料的硬度；k
b
为修正系数，取值范围为2.6～8.9；d为第二球头切削刃的直径，取值范围为6～12mm；其中，一个加工轨迹的切深为第一球头切削刃和第二球头切削刃的切深之和。3.根据权利要求1所述的一种双切点加工方法，其特征在于：切削时，所述第一球头切削刃的工作前角α满足：其中，hⅰ为第一球头切削刃的材料硬度；h
钛合金
为钛合金铸舱材料的硬度；k
α
为修正系数，取值范围为16.9～25.9；a为第一球头切削刃的切深。4.根据权利要求3所述的一种双切点加工方法，其特征在于：切削时，所述第二球头切削刃的工作前角β满足：其中，hⅱ为第二球头切削刃的材料硬度；h
钛合金
为钛合金铸舱材料的硬度；k
β
为修正系数，取值范围为14.2～25.3；b为第二球头切削刃的切深。5.根据权利要求1所述的一种双切点加工方法，其特征在于：所述第一球头切削刃和第二球头切削刃沿钛合金铸舱内腔轴向进刀或轴向出刀进行周向切削；切削时，任一时刻的切削方向与所述第一球头切削刃和第二球头切削刃轴向进刀或轴向出刀方向垂直。6.根据权利要求5所述的一种双切点加工方法，其特征在于：轴向进刀时，所述第一球头切削刃与第二球头切削刃下边缘之间的距离与第二球头切削刃的切深相同；
轴向出刀时，所述第一球头切削刃与第二球头切削刃下边缘之间的距离与第一球头切削刃的切深相同。7.根据权利要求6所述的一种双切点加工方法，其特征在于：轴向进刀时，在所述第一球头切削刃加工至靠近钛合金铸舱底部的内腔处时，利用调节机构调节第一球头切削刃、第二球头切削刃与钛合金铸舱内腔之间的距离，以对钛合金铸舱底部的内腔进行加工。8.根据权利要求1-7中任选一项所述的一种双切点加工方法，其特征在于：切削时，沿切削前进的方向，控制第一通道和第二通道分别喷出气体和切削液，以对第一球头切削刃和第二球头切削刃相邻面之间的间隙处进行降温、润滑及去除碎屑。9.根据权利要求1所述的一种双切点加工方法，其特征在于：切削时，所述钛合金铸舱逆时针转动，转速为29-37r/min。10.根据权利要求4所述的一种双切点加工方法，其特征在于：所述第一球头切削刃和第二球头切削刃轴向进刀或轴向出刀的速度为0.1-0.2mm/r。

技术总结
本发明涉及一种钛合金铸舱内腔双切点加工方法，属于车削加工领域，解决了现有技术中零件频繁冲击刀具，导致刀具快速崩刃或者磨损的问题。本发明的双切点加工方法包括利用第一球头切削刃和第二球头切削刃对钛合金铸舱内腔同步进行切削；其中，切削时，第一球头切削刃和第二球头切削刃的下边缘不平齐，且沿切削前进方向，第一球头切削刃和第二球头切削刃平齐设置。实现了在断续加工过程中提高刀具的使用寿命，以及提高了加工效率。以及提高了加工效率。以及提高了加工效率。


技术研发人员：贺潇强 卢浩 武晓会 邢鹏 杨宏青 穆筱筱 温玉旺 陈掣 赛音
受保护的技术使用者：北京星航机电装备有限公司
技术研发日：2022.10.21
技术公布日：2023/1/6