一種桁條結(jié)構(gòu)筒形件的應(yīng)力松弛校形方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種桁條結(jié)構(gòu)筒形件的應(yīng)力松弛校形方法，屬于應(yīng)力松弛校形法【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明采用適用于裝配式校形模胎的尺寸計(jì)算方法確定裝配式校形模胎尺寸，具體來(lái)說(shuō)，故引入脹形修正系數(shù)，對(duì)支耳部分采用差別計(jì)算(稱(chēng)為差別計(jì)算法)，應(yīng)用差別計(jì)算法分別計(jì)算了裝配式校形模胎的整體尺寸和支耳尺寸，有效降低桁條結(jié)構(gòu)筒形件的外徑橢圓度，使支耳脹形量與裝配式校形模胎脹形量達(dá)到一致，避免了因支耳和裝配式校形模胎脹形量不一致而導(dǎo)致的花瓣式截面，將桁條式結(jié)構(gòu)鈦合金筒形件校形至理想尺寸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種桁條結(jié)構(gòu)筒形件的應(yīng)力松弛校形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及應(yīng)力松弛校形法【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種桁條結(jié)構(gòu)筒形件的應(yīng)力松弛校形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]桁條結(jié)構(gòu)筒形件由筒形殼體和桁條兩部分組成，筒形殼體部分采用兩塊半圓鈦合金板材焊接而成，壁厚2mm,筒形殼體內(nèi)部均勻焊有8根祐1條,祐1條寬30mm。橢圓度要求±0.2mm。焊接后 ，筒形殼體外徑及桁條焊接部位發(fā)生變形，且存在較大焊接殘余應(yīng)力，與端框?qū)訒r(shí)，難以滿(mǎn)足±0.2mm的焊接階差要求。采用一體式應(yīng)力松弛校形模胎難以將桁條部位筒壁校至理想尺寸。需要在一體式校形模胎的基礎(chǔ)上裝配支耳，對(duì)桁條部位筒壁進(jìn)行局部校形。但由于支耳厚度小，裝配式校形模胎脹形量與一體式校形模胎脹形量存在差別，易因支耳脹形量過(guò)小造成截面呈花瓣形結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有應(yīng)力松弛校形方法無(wú)法將桁條內(nèi)筒壁校形至理想尺寸的缺陷，提供一種桁條結(jié)構(gòu)筒形件的應(yīng)力松弛校形方法，有效降低桁條結(jié)構(gòu)筒形件的外徑橢圓度，消除因脹形不均勻帶來(lái)的截面花瓣式結(jié)構(gòu)。
[0005]( 二 )技術(shù)方案
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種桁條結(jié)構(gòu)筒形件的應(yīng)力松弛校形方法，所述桁條結(jié)構(gòu)筒形件包括筒形殼體和桁條，所述方法包括以下步驟:
[0007]S1、確定裝配式校形模胎的尺寸，其中，利用脹形修正系數(shù)對(duì)所述裝配式校形模胎的支耳尺寸采用差別計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算；
[0008]S2、根據(jù)步驟SI的計(jì)算結(jié)果制備所述裝配式校形模胎；
[0009]S3、將符合預(yù)設(shè)壁厚尺寸要求的板材壓成兩個(gè)半圓，將所述兩個(gè)半圓焊接成所述筒形殼體，并將桁條焊接到筒形殼體上，在筒形殼體的端面周長(zhǎng)符合預(yù)設(shè)要求，且桁條位置無(wú)偏移后，繼續(xù)執(zhí)行步驟S4;
[0010]S4、將筒形殼體和裝配式校形模胎進(jìn)行清洗；
[0011]S5、將筒形殼體套入裝配式校形模胎，將所述支耳插入桁條中，在室溫下放入真空爐；
[0012]S6、在真空度達(dá)預(yù)設(shè)條件后開(kāi)始升溫，升至預(yù)設(shè)溫度后，再保溫一段時(shí)間；
[0013]S7、在真空條件下隨爐冷卻，冷至一定溫度后出爐，若筒形殼體滿(mǎn)足尺寸要求，則與端框進(jìn)行焊接裝配后結(jié)束，否則返回步驟S3，直至筒形殼體滿(mǎn)足尺寸要求。
[0014]優(yōu)選地，所述裝配式校形膜胎的材料使用ZGlCrl8Ni9Ti，經(jīng)鑄造整體成型為圓筒形結(jié)構(gòu)，在8等分位置上加工用于避開(kāi)桁條的凹槽，裝配式校形膜胎的底部裝配有可伸至桁條內(nèi)部的所述支耳，裝配式校形膜胎的上部?jī)蛇吅附觾蓚€(gè)吊耳，裝配式校形膜胎的底部設(shè)有底座。
[0015]優(yōu)選地，步驟SI在確定裝配式校形模胎的尺寸的過(guò)程中，滿(mǎn)足以下條件:
[0016]δ ≥ A D1- A d= (D1X A rd X A 2) X (T-T0) / KT6
[0017]δ ’ ≥ a ( AD2+AD3)_Ad = [(D2X A2+D3X 入 3)-dX 入 J X (T-T0) /10-6
[0018]其中，5表示裝配式校形模胎整體與筒形殼體間隙；
[0019]6，表示支耳與筒形殼體間隙；
[0020]a表示所述脹形修正系數(shù)；
[0021]D1表示裝配式校形模胎的非桁條部位直徑；
[0022]D2表示桁條部位的裝配式校形模胎直徑；
[°°23] D3表不支耳厚度；
[0024]d表示圓筒形結(jié)構(gòu)的直徑；
[0025]A D1表示裝配式校形模胎非桁條部位直徑的增大值；
[0026]A D2表示桁條部位的裝配式校形模胎直徑的增大值；
[0027]A D3表示支耳厚度增大值；
[0028]A d表示圓筒形結(jié)構(gòu)直徑增大值；
[0029]A:表示裝配式校形模胎線(xiàn)膨脹系數(shù)；
[0030]A 2表示筒形殼體線(xiàn)膨脹系數(shù)；
[0031]入3表示支耳線(xiàn)膨脹系數(shù)；
[0032]T0表不室溫；
[0033]T表示校形溫度。
[0034]優(yōu)選地，所述真空爐的有效加熱區(qū)的額定溫度為1300 °C，最大真空度為I X KT3Pa。
[0035]優(yōu)選地，所述裝配式校形模胎的外徑尺寸與焊接件直徑、桁條位置、熱校形溫度有關(guān)。
[0036]優(yōu)選地,所述裝配式校形模胎的整體外徑為473.8mm±0.1mm,總高度為150mm,壁厚30mm,所述裝配式校形模胎對(duì)應(yīng)8根祐1條的位置的所述凹槽有8個(gè),深20mm、寬70mm,每個(gè)凹槽底端設(shè)有凸臺(tái)，所述支耳高度為40mm,寬為25mm,厚為IOmm,支耳外端面圓弧外徑為473.8mm±0.1mm，所述裝配式校形模胎整體外徑距筒形殼體內(nèi)壁2.1mm，支耳外徑距筒形殼體內(nèi)壁2.5mm。
[0037]優(yōu)選地，步驟S4中使用有機(jī)溶劑進(jìn)行所述清洗。
[0038]優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑為丙酮、乙醇或汽油。
[0039](三)有益效果
[0040]本發(fā)明采用適用于裝配式校形模胎的尺寸計(jì)算方法確定裝配式校形模胎尺寸，具體來(lái)說(shuō)，故引入脹形修正系數(shù)，對(duì)支耳部分采用差別計(jì)算(稱(chēng)為差別計(jì)算法)，應(yīng)用差別計(jì)算法分別計(jì)算了裝配式校形模胎的整體尺寸和支耳尺寸，有效降低桁條結(jié)構(gòu)筒形件的外徑橢圓度，使支耳脹形量與裝配式校形模胎脹形量達(dá)到一致，避免了因支耳和裝配式校形模胎脹形量不一致而導(dǎo)致的花瓣式截面，將桁條式結(jié)構(gòu)鈦合金筒形件校形至理想尺寸。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0041]圖1為本發(fā)明的方法流程圖；
[0042]圖2為本發(fā)明的方法中使用的膜胎的立體圖；
[0043]圖3為本發(fā)明的方法中使用的膜胎的頂視圖；
[0044]圖4為本發(fā)明的方法中使用的膜胎的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0046]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種桁條結(jié)構(gòu)筒形件的應(yīng)力松弛校形方法，該方法需要如圖2~圖4所示的裝配式校形模胎一套，材料使用ZGlCr 18Ni9Ti，經(jīng)鑄造整體成型后，機(jī)加成圓筒形結(jié)構(gòu)，在8等分位置上加工凹槽用于避開(kāi)桁條，模胎底部裝配一條支耳，可伸至桁條內(nèi)部。模胎上部?jī)蛇吅附觾蓚€(gè)吊耳，便于校形時(shí)吊裝，為固定零件，模胎底部加工底座。桁條結(jié)構(gòu)筒形件由筒形殼體和桁條兩部分組成，筒形殼體部分采用兩塊半圓鈦合金板材焊接而成，壁厚2mm,筒形殼體內(nèi)部均勻焊有8根祐1條,祐1條寬30mm。橢圓度要求±0.2mm。該方法的具體步驟如下:
[0047]步驟S1:確定裝配式校形模胎尺寸，因裝配式校形模胎脹形量與一體式模胎脹形量存在差別，支耳部位脹形量與裝配式校形模胎整體部分存在差別，故引入脹形修正系數(shù)，對(duì)支耳部分采用差別計(jì)算，稱(chēng)為差別計(jì)算法(即采用公式(2)進(jìn)行計(jì)算)。在確定裝配式校形模胎的尺寸的過(guò)程中，滿(mǎn)足以下條件:
[0048]S ≥AD「Ad = (D1X 入「dX 入2) X (T_T0)/1(T6 (I)
[0049]5 1 ≥a (AD2+AD3)_Ad=[(D2X A2+D3X 入3)-dX 入 JX (T-Tq)/1(T6
[0050](2)
[0051]式中，S -裝配式校形模胎整體與筒形殼體間隙；
[0052]S'-支耳與筒形殼體間隙；
[0053]a -脹形修正系數(shù)；
[0054]D1-裝配式校形模胎非桁條部位直徑；
[0055]D2-桁條部位的裝配式校形模胎直徑；
[0056]D3-支耳厚度；
[0057]d-圓筒直徑；
[0058]A D1-裝配式校形模胎非桁條部位直徑增大值；
[0059]A D2-桁條部位的裝配式校形模胎直徑增大值；
[0060]A D3-支耳厚度增大值；
[0061]A d-圓筒直徑增大值；
[0062]A r裝配式校形模胎線(xiàn)膨脹系數(shù)；
[0063]A 2-筒形殼體線(xiàn)膨脹系數(shù)；
[0064]A 3-支耳線(xiàn)膨脹系數(shù)；
[0065]T0-室溫；
[0066]T-校形溫度。
[0067]步驟S2:根據(jù)步驟SI計(jì)算結(jié)果制備裝配式校形模胎。[0068]步驟S3:將符合壁厚尺寸要求的鈦合金板材熱壓成兩半圓，采用電子束焊接成筒形殼體，并將8根桁條焊接到位，測(cè)量端面周長(zhǎng)，在不大于1504mm，8根桁條位置均勻，無(wú)偏移的情況下，繼續(xù)執(zhí)行步驟S4 ；
[0069]步驟S4:將筒形殼體和裝配式校形模胎使用有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗，保證零件無(wú)油污；
[0070]步驟S5:將筒形殼體套入裝配式校形模胎，支耳插入桁條，擰緊螺栓，室溫下放入真空爐；
[0071]步驟S6:真空度達(dá)IX KT2Pa后開(kāi)始升溫，升溫時(shí)間150min，升至800°C保溫150min ；
[0072]步驟S7:真空條件下隨爐冷卻，冷至200°C以下出爐，測(cè)量筒形殼體，若筒形殼體滿(mǎn)足尺寸要求，則與端框進(jìn)行焊接裝配后結(jié)束，否則返回步驟S3，直至筒形殼體滿(mǎn)足尺寸要求，再次執(zhí)行步驟S3?S6，以及步驟S7的冷卻步驟時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況需調(diào)整保溫溫度；
[0073]所述的真空爐的有效加熱區(qū)(35600X1300，額定溫度1300 °C，最大真空度I X KT3Pa。
[0074]所述的裝配式校形模胎，外徑尺寸與焊接件直徑、桁條位置、熱校形溫度有關(guān)，校形模胎整體外徑為473.8mm±0.1mm,總高度150mm (其中臺(tái)階50mm),壁厚30mm,模胎對(duì)應(yīng)8根桁條的位置有8個(gè)深20mm寬70mm的凹槽，每個(gè)凹槽底端加工凸臺(tái)，支耳高度40mm，寬25mm,厚IOmm,支耳外端面圓弧外徑為473.8mm±0.1mm。其中裝配式校形模胎整體外徑距鈦合金筒形殼體內(nèi)壁2.1mm,支耳外徑距鈦合金筒形殼體內(nèi)壁2.5_。
[0075]所述的有機(jī)溶劑包括丙酮、乙醇、汽油。
[0076]本發(fā)明的上述方法中，因裝配式校形模胎脹形量與一體式模胎脹形量存在差別，支耳部位脹形量裝配式校形模胎整體部分存在差別，故引入脹形修正系數(shù)，對(duì)支耳部分采用差別計(jì)算，稱(chēng)為差別計(jì)算法。應(yīng)用差別計(jì)算法分別計(jì)算了裝配式校形模胎的整體尺寸和支耳尺寸，使支耳脹形量與裝配式校形模胎脹形量達(dá)到一致，避免了因支耳和裝配式校形模胎脹形量不一致而導(dǎo)致的花瓣式截面，將桁條式結(jié)構(gòu)鈦合金筒形件校形至理想尺寸。
[0077]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.ー種桁條結(jié)構(gòu)筒形件的應(yīng)カ松弛校形方法，所述桁條結(jié)構(gòu)筒形件包括筒形殼體和桁條，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 51、確定裝配式校形模胎的尺寸，其中，利用脹形修正系數(shù)對(duì)所述裝配式校形模胎的支耳尺寸采用差別計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算； 52、根據(jù)步驟SI的計(jì)算結(jié)果制備所述裝配式校形模胎； 53、將符合預(yù)設(shè)壁厚尺寸要求的板材壓成兩個(gè)半圓，將所述兩個(gè)半圓焊接成所述筒形殼體，并將桁條焊接到筒形殼體上，在筒形殼體的端面周長(zhǎng)符合預(yù)設(shè)要求，且桁條位置無(wú)偏移后，繼續(xù)執(zhí)行步驟S4; 54、將筒形殼體和裝配式校形模胎進(jìn)行清洗； 55、將筒形殼體套入裝配式校形模胎，將所述支耳插入桁條中，在室溫下放入真空爐； 56、在真空度達(dá)預(yù)設(shè)條件后開(kāi)始升溫，升至預(yù)設(shè)溫度后，再保溫一段時(shí)間； 57、在真空條件下隨爐冷卻，冷至一定溫度后出爐，若筒形殼體滿(mǎn)足尺寸要求，則與端框進(jìn)行焊接裝配后結(jié)束，否則返回步驟S3，直至筒形殼體滿(mǎn)足尺寸要求。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述裝配式校形膜胎的材料使用ZGlCrl8Ni9Ti，經(jīng)鑄造整體成型為圓筒形結(jié)構(gòu)，在8等分位置上加工用于避開(kāi)桁條的凹槽，裝配式校形膜胎的底部裝配有可伸至桁條內(nèi)部的所述支耳，裝配式校形膜胎的上部?jī)蛇吅附觾蓚€(gè)吊耳，裝配式校形膜胎的底部設(shè)有底座。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟SI在確定裝配式校形模胎的尺寸的過(guò)程中，滿(mǎn)足以下條件: 8 ≥ AD1-Ad=(D1XAfdXA2)X(T-T0) / 1(T6
S'≥ a (AD2+AD3)_Ad=[(D2X 入 2+D3X 入 3)-dX 入 JX (T-T0) / 1(T6
其中，S表示裝配式校形模胎整體與筒形殼體間隙； 6 /表示支耳與筒形殼體間隙； a表示所述脹形修正系數(shù)； D1表示裝配式校形模胎的非桁條部位直徑； D2表示桁條部位的裝配式校形模胎直徑； D3表不支耳厚度； d表示圓筒形結(jié)構(gòu)的直徑； AD1表示裝配式校形模胎非桁條部位直徑的增大值； AD2表示桁條部位的裝配式校形模胎直徑的增大值； △ D3表示支耳厚度增大值； Ad表示圓筒形結(jié)構(gòu)直徑增大值； 入!表示裝配式校形模胎線(xiàn)膨脹系數(shù)； 入2表示筒形殼體線(xiàn)膨脹系數(shù)； 入3表示支耳線(xiàn)膨脹系數(shù)； T0表示室溫； T表不校形溫度。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述真空爐的有效加熱區(qū)的額定溫度為1300°C，最大真空度為lX10_3Pa。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述裝配式校形模胎的外徑尺寸與焊接件直徑、桁條位置、熱校形溫度有關(guān)。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述裝配式校形模胎的整體外徑為473.8mm±0.1mm,總高度為150mm,壁厚30mm,所述裝配式校形模胎對(duì)應(yīng)8根祐1條的位置的所述凹槽有8個(gè),深20mm、寬70mm,每個(gè)凹槽底端設(shè)有凸臺(tái)，所述支耳高度為40mm,寬為25mm,厚為IOmm,支耳外端面圓弧外徑為473.8mm±0.1mm,所述裝配式校形模胎整體外徑距筒形殼體內(nèi)壁2.1mm，支耳外徑距筒形殼體內(nèi)壁2.5mm。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中使用有機(jī)溶劑進(jìn)行所述清洗。
8.如權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的方 法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為丙酮、乙醇或汽油。
【文檔編號(hào)】B21D1/08GK103537513SQ201310557680
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】周野, 王永平, 李志勇, 蔡虎 申請(qǐng)人:北京星航機(jī)電裝備有限公司