[发明专利]一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具及加工方法

说明书

本发明提供了一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其能解决现有刀具无法完成航空发动机焊接式盘体内腔的底部焊壁的加工的问题。其包括刀体和刀板，刀体的轴向与刀板的板面垂直，刀板可伸入内腔并在内腔内移动；刀板包括用于加工盘体内腔的底部焊壁的上部弧面段的上部刀板、用于加工中部直面段的上半部的上中部刀板、用于加工中部直面段的下半部的下中部刀板、以及用于加工下部弧面段的下部刀板，上部刀板、上中部刀板、下中部刀板和下部刀板的上端分别通过快换式结构与刀体连接；上部刀板、上中部刀板、下中部刀板和下部刀板的下端分别安装有刀片，刀片的刀刃向下延伸出刀板。同时，本发明还提供了航空发动机焊接式盘体内腔的加工方法。

技术领域

本发明涉及航空发动机焊接式盘体的加工领域，尤其涉及航空发动机惯性摩擦焊接盘的加工领域，具体为一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具及加工方法。

背景技术

多年来，在航天、航空及军工制造业中，航空发动机的性能及设计结构不断改进、不断提高，随之而来，发动机上盘类材料也发生了很大变化，越来越多的难加工材料和复合材料被采用，其设计结构也越来越轻量化。发动机构件表面质量、表面完整性作为新型发动机的设计指标正逐渐地被提出，特别是对于盘、鼓筒等关键转动部件，由于其工作环境恶劣，受力情况复杂，因此对盘零件的表面质量、表面完整性及表面精细加工提出了更高的要求。目前，大多数的盘零件均为焊接式盘体，普遍采用惯性摩擦焊接盘，结构如图1所示，焊接式盘体的优点是能够解决盘体内腔多余量车削的问题，且盘体刚性强。但焊接完成后，各级盘辐板1间内腔2的底部焊壁3（底部焊壁3包括上部弧面段6、中部直面段7、下部弧面段8）的加工一直是加工中的难点和瓶颈，主要表现为盘心孔4部位轴向开口宽度窄，各级盘轮毂5之间轴向间距小，内腔空间狭小，且零件内腔深，内侧加工面（即底部焊壁）长，刀具切削时是在盲视状态下加工，无法观察监控切削情况，加工风险大。使用常规的刀具无法完成此类内腔底部焊壁的加工。

发明内容

针对现有常规的刀具无法完成航空发动机焊接式盘体内腔的底部焊壁的加工的技术问题，本发明提供了一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其能完成航空发动机焊接式盘体内腔的底部焊壁的加工，并确保底部焊壁加工的表面质量和表面完整性，同时，本发明还提供了航空发动机焊接式盘体内腔的加工方法。

其技术方案是这样的：

一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其特征在于：其包括刀体和刀板，所述刀体的轴向与所述刀板的板面垂直，所述刀板可伸入所述内腔并在所述内腔内移动；所述刀板包括用于加工所述盘体内腔的底部焊壁的上部弧面段的上部刀板、用于加工所述底部焊壁的中部直面段的上半部的上中部刀板、用于加工所述中部直面段的下半部的下中部刀板、以及用于加工所述底部焊壁的下部弧面段的下部刀板，所述上部刀板、所述上中部刀板、所述下中部刀板和所述下部刀板的上端可分别通过快换式结构与刀体的轴向前端可拆卸连接；所述上部刀板、所述上中部刀板、所述下中部刀板和所述下部刀板的下端分别安装有刀片，所述刀片的刀刃向下延伸出所述刀板。

其进一步特征在于：

所述快换式结构包括键齿、键槽和定位销，所述刀体的轴向前端面上加工有所述键槽、销孔和若干个螺纹孔，所述刀板的上部板面上加工有所述键齿和与所述螺纹孔对应的沉头孔，所述定位销固装在所述刀板的上部板面上，所述键齿与所述键槽相配合且所述定位销可插入所述销孔，所述刀板与所述刀体通过安装在所述沉头孔和所述螺纹孔内的螺栓固定连接。

所述键齿的长度方向沿所述刀板的宽度方向设置。

所述上中部刀板与所述下中部刀板的结构相同且均为直刀板，所述上中部刀板与所述下中部刀板上的所述刀片的刀刃方向以所述刀板的厚度方向相反设置；所述上部刀板和所述下部刀板均为沿厚度方向折弯的折弯刀板，所述折弯刀板包括上部直板和下部倾斜板，所述上部刀板和所述下部刀板上的所述下部倾斜板的倾斜方向相反，所述上部刀板和所述下部刀板上的所述刀片的刀刃方向与相应的所述下部倾斜板的倾斜方向相同。