專(zhuān)利名稱(chēng)：一種對(duì)開(kāi)式薄壁零件的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種對(duì)開(kāi)式薄壁零件的加工方法。該加工方法可應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件加工，也可應(yīng)用于其他機(jī)械類(lèi)零件的加工。
背景技術(shù)：
隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制進(jìn)程，新工藝、新材料、新結(jié)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的使用，不僅提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性，同時(shí)也帶來(lái)制造技術(shù)的不斷提升。目前，現(xiàn)有的對(duì)開(kāi)式薄壁零件的加工方法有以下兩種:第一種方法是整體毛料(環(huán)形鍛件)通過(guò)車(chē)內(nèi)外表面、銑外表面后，將零件縱向切開(kāi)(線(xiàn)切割)形成半環(huán)，然后焊縱向安裝邊，鏜縱向安裝邊孔，用螺栓將零件連接起來(lái)進(jìn)行后續(xù)加工；第二種方法的毛料為半環(huán)形，首先進(jìn)行銑基準(zhǔn)面，鏜縱向安裝邊結(jié)合面和縱向安裝邊孔，然后用螺栓將零件連接起來(lái)進(jìn)行后續(xù)加工。在這兩種加工方法中，雖然在粗加工安排了熱處理消除加工應(yīng)力，但無(wú)法徹底消除零件內(nèi)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。在第一種方法中，兩個(gè)半環(huán)與縱向安裝邊進(jìn)行焊接，焊接后零件將產(chǎn)生很大的變形，并且兩個(gè)半環(huán)與縱向安裝邊焊接后外圓不允許加工和零件在沿長(zhǎng)軸線(xiàn)切割后受線(xiàn)切割縫的影響，兩個(gè)半環(huán)對(duì)合后零件將出現(xiàn)橢圓現(xiàn)象，這樣零件在內(nèi)表面加工后勢(shì)必出現(xiàn)壁厚差超差的問(wèn)題。所以，控制變形是對(duì)開(kāi)式薄壁零件制造工藝研究的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種對(duì)開(kāi)式薄壁零件的加工方法。該加工方法可使零件在加工過(guò)程中形成的加工應(yīng)力和殘余應(yīng)力相互制約和相互抵消，從根本上解決了對(duì)開(kāi)式薄壁零件的變形問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種對(duì)開(kāi)式薄壁零件的加工方法，具體包括如下步驟:步驟一:毛坯選擇，毛坯采用環(huán)形鍛件，選擇一個(gè)毛坯加工兩個(gè)零件；步驟二:對(duì)環(huán)形鍛件進(jìn)行焊接前粗加工；步驟三:進(jìn)行熱處理，消除粗加工的殘余應(yīng)力；步驟四:進(jìn)行半精加工；步驟五:焊接縱向安裝邊，使兩個(gè)零件的縱向安裝邊呈十字交叉狀分布；步驟六:進(jìn)行熱處理，消除焊接應(yīng)力；步驟七:車(chē)基準(zhǔn)面；步驟八:進(jìn)行切斷，將兩個(gè)零件分開(kāi)；步驟九:對(duì)兩個(gè)零件分別進(jìn)行縱向安裝邊線(xiàn)切割；步驟十:對(duì)兩個(gè)零件分別進(jìn)行精加工。步驟四中所述的進(jìn)行半精加工，所述半精加工具體包括如下步驟:步驟A:修基準(zhǔn)面；
步驟B:半精車(chē)一個(gè)端面和內(nèi)孔；步驟C:半精車(chē)另一個(gè)端面和內(nèi)孔；步驟D:若零件外表面有凸臺(tái)，則進(jìn)行銑加工外表面。步驟五中所述的焊接縱向安裝邊，具體包括如下步驟:步驟A:點(diǎn)焊第一零件的一個(gè)縱向安裝邊；步驟B:點(diǎn)焊第一零件的另一個(gè)縱向安裝邊；步驟C:點(diǎn)焊第二零件的一個(gè)縱向安裝邊；步驟D:點(diǎn)焊第二零件的另一個(gè)縱向安裝邊；步驟E:分別對(duì)稱(chēng)焊接第一零件和第二零件的縱向安裝邊。步驟十中所述的對(duì)兩個(gè)零件分別進(jìn)行精加工，所述精加工具體包括如下步驟:步驟A:研磨結(jié)合面；步驟B:鉆鏜結(jié)合面孔；步驟C:銑縱向安裝邊反面；步驟D:裝配；步驟E:精車(chē)端面和內(nèi)孔；步驟F:精銑加工外表面；步驟G:鉆鏜軸向或徑向孔。本發(fā)明的有益效果:由于本發(fā)明的加工方法在進(jìn)行切斷前將兩個(gè)零件一起加工，形成零件上下對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，這樣在加工過(guò)程中形成的加工應(yīng)力均勻分布，有利于控制零件變形；在焊接縱向安裝邊時(shí)采用兩對(duì)縱向安裝邊十字交叉焊接，這樣零件在焊接時(shí)因第一零件和第二零件是一體的，則其變形相互制約、相互抵消，從根本上解決了對(duì)開(kāi)式薄壁零件的變形問(wèn)題。本發(fā)明的加工方法已經(jīng)在某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)零件上得到了成功的試驗(yàn)驗(yàn)證，該加工方法可從根本上解決對(duì)開(kāi)式薄壁零件的變形問(wèn)題，提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)水平，該方法也為其他類(lèi)似零件的變形控制提供了借鑒。


圖1為采用本發(fā)明的加工方法焊接縱向安裝邊后的零件結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，I一第一零件，2—第二零件，3—縱向安裝邊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1加工后的成品零件:零件為對(duì)開(kāi)式薄壁環(huán)形件，由上半環(huán)、下半環(huán)、縱向安裝邊和螺栓組成,上、下半環(huán)的材料為高溫合金。主要尺寸及技術(shù)條件為:零件最大直徑為Φ 380mm，高度為56.5mm,內(nèi)圓尺寸為Φ279+°_°9πιπι,壁厚為2±0.12mm,兩個(gè)半環(huán)與縱向安裝邊要求焊接后外圓不允許加工，內(nèi)圓與基準(zhǔn)之間的跳動(dòng)要求為0.03mm，兩個(gè)半環(huán)由螺栓裝配成一體。本發(fā)明的加工方法，具體包括如下步驟:步驟一:毛坯選擇，
毛坯采用環(huán)形鍛件，選擇一個(gè)毛坯加工兩個(gè)零件；步驟二:對(duì)環(huán)形鍛件進(jìn)行焊接前兩個(gè)零件一起粗加工，加工內(nèi)外表面；在整個(gè)環(huán)形鍛件切斷前，兩個(gè)零件采取整體加工的方法，這樣零件為兩端大、中間小的對(duì)稱(chēng)回轉(zhuǎn)體，零件加工應(yīng)力分布均勻；步驟三:進(jìn)行熱處理，消除粗加工的殘余應(yīng)力；步驟四:進(jìn)行半精加工；所述半精加工具體包括如下步驟:步驟A:修基準(zhǔn)面；步驟B:半精車(chē)一個(gè)端面和內(nèi)孔；步驟C:半精車(chē)另一個(gè)端面和內(nèi)孔；步驟D:若零件外表面有凸臺(tái)，則進(jìn)行銑加工外表面；步驟五:焊接縱向安裝邊3，將兩對(duì)縱向安裝邊3呈十字交叉狀分布焊接在零件的外圓上(此時(shí)兩個(gè)零件為一個(gè)回轉(zhuǎn)體)，如圖1所示，其位置是將兩對(duì)縱向安裝邊3交叉成90°進(jìn)行擺放，目的是利用零件回轉(zhuǎn)體與縱向安裝邊3形成交叉對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將兩個(gè)零件的焊接變形應(yīng)力相互抵消、并互相糾正變形；在焊接時(shí)采用對(duì)稱(chēng)點(diǎn)焊、分段輪流焊接的方式，以減少焊接時(shí)的變形；所述的焊接縱向安裝邊，具體包括如下步驟:步驟A:點(diǎn)焊第一零件I的一個(gè)縱向安裝邊；步驟B:點(diǎn)焊第一零件I的另一個(gè)縱向安裝邊；步驟C:點(diǎn)焊第二零件2的一個(gè)縱向安裝邊；步驟D:點(diǎn)焊第二零件2的另一個(gè)縱向安裝邊；步驟E:分別對(duì)稱(chēng)焊接第一零件I和第二零件2的縱向安裝邊，第二零件2的縱向安裝邊與第一零件I的縱向安裝邊之間成90度；步驟六:進(jìn)行整體熱處理(真空穩(wěn)定熱處理)，消除焊接應(yīng)力；步驟七:車(chē)基準(zhǔn)面；步驟八:進(jìn)行切斷，將兩個(gè)零件分開(kāi)；步驟九:對(duì)兩個(gè)零件分別進(jìn)行縱向安裝邊3線(xiàn)切割，為了提高縱向安裝邊3的加工精度，保證線(xiàn)切割后零件的壁厚精度，線(xiàn)切割采用慢走絲、Φ0.08mm鑰絲進(jìn)行切割，切割表面采用研磨方式，目的是減少金屬的去除量，并保證零件結(jié)合面的平面度和垂直度在
0.05mm 以?xún)?nèi)；步驟十:對(duì)兩個(gè)零件分別進(jìn)行精加工；所述精加工具體包括如下步驟:步驟A:研磨結(jié)合面；步驟B:鉆鏜結(jié)合面孔；步驟C:銑縱向安裝邊反面；步驟D:裝配；步驟E:精車(chē)端面和內(nèi)孔；步驟F:精銑加工外表面；步驟G:鉆鏜軸向或徑向孔。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)開(kāi)式薄壁零件的加工方法，其特征在于，具體包括如下步驟: 步驟一:毛坯選擇， 毛坯采用環(huán)形鍛件，選擇一個(gè)毛坯加工兩個(gè)零件； 步驟二:對(duì)環(huán)形鍛件進(jìn)行焊接前粗加工； 步驟三:進(jìn)行熱處理，消除粗加工的殘余應(yīng)力； 步驟四:進(jìn)行半精加工； 步驟五:焊接縱向安裝邊，使兩個(gè)零件的縱向安裝邊呈十字交叉狀分布； 步驟六:進(jìn)行熱處理，消除焊接應(yīng)力； 步驟七:車(chē)基準(zhǔn)面； 步驟八:進(jìn)行切斷，將兩個(gè)零件分開(kāi)； 步驟九:對(duì)兩個(gè)零件分別進(jìn)行縱向安裝邊線(xiàn)切割； 步驟十:對(duì)兩個(gè)零件分別進(jìn)行精加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)開(kāi)式薄壁零件的加工方法，其特征在于步驟四中所述的進(jìn)行半精加工，所述半精加工具體包括如下步驟: 步驟A:修基準(zhǔn)面； 步驟B:半精車(chē)一個(gè)端面和內(nèi)孔； 步驟C:半精車(chē)另一個(gè)端面和內(nèi)孔； 步驟D:若零件外表面有凸臺(tái)，則進(jìn)行銑加工外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)開(kāi)式薄壁零件的加工方法，其特征在于步驟五中所述的焊接縱向安裝邊，具體包括如下步驟: 步驟A:點(diǎn)焊第一零件的一個(gè)縱向安裝邊； 步驟B:點(diǎn)焊第一零件的另一個(gè)縱向安裝邊； 步驟C:點(diǎn)焊第二零件的一個(gè)縱向安裝邊； 步驟D:點(diǎn)焊第二零件的另一個(gè)縱向安裝邊； 步驟E:分別對(duì)稱(chēng)焊接第一零件和第二零件的縱向安裝邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)開(kāi)式薄壁零件的加工方法，其特征在于步驟十中所述的對(duì)兩個(gè)零件分別進(jìn)行精加工，所述精加工具體包括如下步驟: 步驟A:研磨結(jié)合面； 步驟B:鉆鏜結(jié)合面孔； 步驟C:銑縱向安裝邊反面； 步驟D:裝配； 步驟E:精車(chē)端面和內(nèi)孔； 步驟F:精銑加工外表面； 步驟G:鉆鏜軸向或徑向孔。
全文摘要
一種對(duì)開(kāi)式薄壁零件的加工方法，屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。該加工方法可應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件加工，也可應(yīng)用于其他機(jī)械類(lèi)零件的加工。本發(fā)明可使零件在加工過(guò)程中形成的加工應(yīng)力和殘余應(yīng)力相互制約和相互抵消，從根本上解決了對(duì)開(kāi)式薄壁零件的變形問(wèn)題。本發(fā)明具體包括如下步驟毛坯選擇，毛坯采用環(huán)形鍛件，選擇一個(gè)毛坯加工兩個(gè)零件；對(duì)環(huán)形鍛件進(jìn)行焊接前粗加工；進(jìn)行熱處理，消除粗加工的殘余應(yīng)力；進(jìn)行半精加工；焊接縱向安裝邊，使兩個(gè)零件的縱向安裝邊呈十字交叉狀分布；進(jìn)行熱處理，消除焊接應(yīng)力；車(chē)基準(zhǔn)面；進(jìn)行切斷，將兩個(gè)零件分開(kāi)；對(duì)兩個(gè)零件分別進(jìn)行縱向安裝邊線(xiàn)切割；對(duì)兩個(gè)零件分別進(jìn)行精加工。
文檔編號(hào)B23P15/00GK103143885SQ201310048819
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者唐秀梅, 師俊東, 李海泳, 袁仲欣 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司