[发明专利]一种基于工业机器人的钛合金铸件浇冒口清理工艺

说明书

本发明公开了一种基于工业机器人的钛合金铸件浇冒口清理工艺，加工工艺的步骤为测距、切割、粗磨、半精磨，经过这些步骤可以将钛合金铸件的冒口进行切除打磨至与钛合金铸件冒口根部平面平齐，且能够得到较好粗糙度的表面。本发明能够使去除冒口的效率大大提高，减少残余应力，防止烧伤，并且能够保证加工后工件表面的粗糙度以及冒口去除后的一致性，使得钛合金的打磨工艺更加完善。

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种冒口切除加工工艺，特别涉及一种基于工业机器人的钛合金铸件浇冒口清理工艺。

背景技术

钛合金比强度高、耐热耐蚀性能好，是一种轻质高温结构材料，在航空、航海、化工、武器装备等军用领域得到了大范围的应用；其中铸钛件因可以直接获得近净型结构件，降低生产成本，应用比例占到90％以上。铸钛件浇冒口的去除是钛合金零件加工过程中的主要工序之一，由于钛合金属于难加工材料，在加工过程中存在磨削力大，磨削温度高，砂轮粘附严重等问题，这些问题严重制约了打磨的效率和打磨表面的质量。

目前传统的浇冒口去除先采用火焰切割去除大部分冒口，然后到加车床上车削至1mm残根，最后采用人工手持砂轮进行打磨，存在以下几个问题：(1)火焰切割，切割尺寸精度和热影响区较难提升，切割过程火花容易溅射到工件表面，对工件表面造成损伤，且烟尘和光污染严重；(2)加工工序复杂，多道加工工序导致浇冒口的去除效率大大降低；(3)自动化程度较低，采用人工打磨，导致打磨后的工件表面质量差，一致性不好；(4)由于钛合金铸件的一致性比较差，浇冒口的位置以及高度都存在一定的误差，采用机床或者人工打磨很容易因为人为的操作不当，打伤本体，造成整个零件的报废；这些问题都严重制约了钛合金的广泛应用以及企业的生产效率。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的关于钛合金铸件浇冒口清理过程中表面易烧伤，残余应力大，效率低以及一致性差等问题，提供一种基于工业机器人的钛合金铸件冒口清理工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于工业机器人的钛合金铸件浇冒口清理工艺，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤1：冒口根部平面高度测量，移动机器人到设定好的测量装置所在高度位置h₀，高度保持不变，测量并计算得到冒口根部平面所在高度分别为h₁，h₂，计算出最大值h；

步骤2：冒口所在平面高度最大值为h，设定切割余量为Δh，开启电主轴，冷却系统，采用切割片通过机器人的直线运动对冒口进行切割至Δh的余量；

步骤3：粗磨，采用旋转锉进行分层打磨，加工余量为Δa_p，总进刀深度为Δh-Δa_p，刀具直径为d，走刀行距为L，每层进刀深度为加工的层数为确定好冒口的第一行的起始点以及第一行的终点，以行间距L做轨迹偏移，完成粗磨加工；

步骤4：半精磨，继续对最后剩余的Δa_p进行打磨，调整走刀行距为同理以行间距做轨迹偏移，一次将该残余量加工完，完成钛合金铸件浇冒口清理。

进一步的，所述钛合金铸件浇冒口清理工艺中的动作执行机构为六自由度的工业机器人，动力机构为高转速大转矩的电主轴。

进一步的，设定切割余量为Δh不大于1.5mm，加工余量Δa_p和进刀深度a_p都不大于0.5mm。

进一步的，所述切割片为树脂CBN材料，粒度为40-120之间，浓度为100％，硬度为M级，打磨时线速度为40-80m/s，走刀速度不高于0.2mm/s。

进一步的，所述旋转锉为硬质合金球型旋转锉，打磨时线速度为5-30m/s，走刀速度不高于5mm/s。