CN103920890B - 一种大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法 - Google Patents

一种大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法 Download PDF

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Abstract

一种涉及机加工领域的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，所述的方法采用球瓣来料―确定基准―加工基准―加工焊接坡口A―加工焊接坡口B的步骤实施加工；应用所述的方法能够有效的保证球瓣两侧焊接坡口的尺寸精度，而且还能够提高加工效率。

Description

一种大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法
【技术领域】
本发明涉及机加工领域，尤其是涉及一种用于车削加工大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法。
【背景技术】
公知的，大型钛合金球壳是由两个半球壳对应焊接而成，其中，每个半球壳又是由六块相同的球瓣及端面盖板对应组焊而成，见附图1，每块球瓣的四周端面上都设有焊接坡口，见附图2；在制造焊接时，两球瓣在对接时不但要求其间隙均匀，而且对焊接坡口的尺寸精度要求也较高，其中，由于球瓣对应大型钛合金球壳的赤道处和顶圆处的两处端面上的焊接坡口能够采用焊后车削加工，因此其容易保证质量，而球瓣两侧面上的焊接坡口却受现有数控铣削工艺的限制而较难加工完成，即按常规的数控铣削加工方法不但很难保证球瓣两侧面焊接坡口的加工质量，而且加工出的焊接坡口尺寸精度不高，铣削加工效率也相对较低。
【发明内容】
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种能够有效提高加工精度及加工效率的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，所述的方法步骤如下：
1、球瓣来料，在球瓣的内球面中部焊接两个工艺起吊环；
2、确定基准，根据工艺需要留量，并划线标示；在球瓣内球面上划赤道端面、顶圆端面以及两侧焊接坡口A和焊接坡口B的位置线，要求焊接坡口A和B不留量；
3、加工基准，以球瓣的外球面及划线为基准，组合车削加工基准面；具体如下：装卡找正胎具，并在压紧胎具后把所需数量的球瓣安装于胎具内，要求球瓣的赤道端面向上，且以球瓣的外球面定位，根据划线找正，然后通过与胎具配套的压板将所有球瓣压紧；当所有球瓣分别对应安装完成，并通过与胎具配套的压环卡紧后，组合车削每块球瓣的赤道端面及顶圆端面，要求按划线将每块球瓣的这两个端面都车成平端面，以作为后续加工的基准，但不车出这两个端面上的焊接坡口；
4、加工焊接坡口A，以上述球瓣的外球面、已加工的平端面及需要加工的焊接坡口A的位置线为基准，组合车削焊接坡口A；具体如下：装卡找正胎具，并在压紧胎具后把上述的球瓣旋转后再安装于胎具内，要求以球瓣的外球面及赤道端已加工的平端面定位，且按划线摆正，然后顶紧每块球瓣需要加工出焊接坡口B的侧面，使所有球瓣需要加工出焊接坡口A的侧面对应处于同一圆面上，再通过压板将所有球瓣压紧；当所有球瓣分别对应安装完成，并通过压环卡紧后，按相应的尺寸精度要求组合车削每块球瓣的焊接坡口A至全部完成；
5、加工焊接坡口B，以上述球瓣的外球面、已加工的平端面及焊接坡口A面为基准，组合车削焊接坡口B；具体如下：装卡找正胎具，并在压紧胎具后把上述的球瓣反方向旋转后再次安装于胎具内，要求以球瓣的外球面、赤道端已加工的平端面及已加工完成的焊接坡口A面定位，且通过压板将所有球瓣压紧；当所有球瓣分别对应安装完成，并通过压环卡紧后，按相应的尺寸精度要求组合车削每块球瓣的焊接坡口B至全部完成；
6、根据上述步骤将所有球瓣的焊接坡口A和B全部加工完毕，即结束所述的车削加工方法。
所述的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，所述的方法一次至少在胎具中放置一块球瓣。
所述的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，所述步骤3中的加工基准是以划线为粗基准，将球瓣的赤道端面和顶圆端面车成平端面后作为后续加工的精基准面。
所述的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，所述步骤4中的加工焊接坡口A是以球瓣的外球面、已加工好的赤道端面和顶圆端面的平端面为基准，以球瓣上焊接坡口A的划线为参考基准，在顶紧球瓣上需要加工出焊接坡口B的侧面时，球瓣的赤道端面平端面需对应贴紧胎具中的两个定位销，且焊接坡口A的划线与胎具的大端面平行。
所述的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，所述步骤5中的加工焊接坡口B是以球瓣的外球面、已加工好的赤道端面平端面和焊接坡口A为精基准定位，且放置的球瓣方向与车削焊接坡口A时的放置方向相反，球瓣的赤道端面平端面对应贴紧位于胎具上部的一个定位销，该球瓣的焊接坡口A面对应贴紧位于胎具中部和下部的两个定位销。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明所述的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法不但步骤简单，而且容易操作；所述的方法能够有效的保证球瓣两侧焊接坡口的尺寸精度，而且还能够提高加工效率。
【附图说明】
图1为半球壳的示意图；
图2为球瓣的示意图；
图3为所述方法中车削赤道端面时的装夹示意图；
图4为图3中A-A视图；
图5为图3的三维视图；
图6为所述方法中车削焊接坡口A时的装夹示意图；
图7为图6中B-B视图；
图8为所述方法中车削焊接坡口B时的装夹示意图；
图9为图8中C-C视图。
图中：1、半球壳；2、球瓣；3、工艺吊环；4、赤道端面；5、顶圆端面；6、焊接坡口A；7、焊接坡口B；8、胎具；9、压板；10、压环；11、定位销。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例：
以内径Φ2100mm，壁厚56mm的大型钛合金球壳为例，其由上半球和下半球两个半球壳1组成，每个半球壳1均由六块相同的球瓣2及相应的端面盖板组焊而成，且六块球瓣2的四周面上均要设置焊接坡口，见附图1～2；当应用所述的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法在每块球瓣2的四周面上加工焊接坡口时，先以四块球瓣2为一组，将所有球瓣2分为三组，然后依次对三组球瓣2进行组合车削焊接坡口，具体加工步骤如下：
1、球瓣来料，在球瓣2的内球面中部焊接两个工艺起吊环3；
2、确定基准和焊接坡口线，在每块球瓣2的赤道端面4和顶圆端面5处分别留量50mm，球瓣2两侧的焊接坡口A6和焊接坡口B7则划线不留量；
3、加工基准，以球瓣2的外球面及划线为粗基准，将球瓣2赤道端面4和顶圆端面5组合车削加工成平端面后作为后续加工的精基准面；具体如下：装卡找正胎具8，并在压紧胎具8后把第一组的四块球瓣2安装于胎具8内，要求四块球瓣2的赤道端面4都向上，然后以球瓣2的外球面定位，根据划线找正，然后通过与胎具8配套的压板9将所有球瓣2压紧；当所有球瓣2分别对应安装完成，并通过与胎具8配套的压环10卡紧后，组合车削每块球瓣2的赤道端面4及顶圆端面5，要求按划线将每块球瓣2的这两个端面都车成平端面，并各留量50mm，以作为后续加工的基准，但不车出这两个端面上的焊接坡口；
4、加工焊接坡口A，以上述球瓣的外球面、已加工的平端面及需要加工的焊接坡口A6的位置线为基准，组合车削焊接坡口A6；具体如下：装卡找正胎具8，并在压紧胎具8后把上述加工后的球瓣2旋转后再安装于胎具8内，要求以球瓣2的外球面及赤道端面4定位，此时，球瓣2的赤道端面4平端面需对应贴紧胎具8中的两个定位销11，从而使焊接坡口A　6的划线与胎具8的大端面平行，然后按划线摆正，顶紧每块球瓣2要设焊接坡口B　7的侧面，使所有球瓣2要设焊接坡口A　6的侧面对应处于同一圆面上，再通过压板9将所有球瓣2压紧；当所有球瓣2分别对应安装完成，并通过压环10卡紧后，按相应的尺寸精度要求组合车削每块球瓣2的焊接坡口A　6至全部完成；
5、加工焊接坡口B，以上述球瓣的外球面、已加工的平端面及焊接坡口A　6面为精基准定位，组合车削焊接坡口B　7；具体如下：装卡找正胎具8，并在压紧胎具8后把上述的球瓣2反方向旋转后再次安装于胎具8内，即放置的球瓣2方向与车削焊接坡口A　6时的放置方向相反，其中，每块球瓣2的赤道端面4平端面均对应贴紧位于胎具8上部的一个定位销11，每块球瓣2的焊接坡口A　6面均对应贴紧位于胎具8中部和下部的两个定位销11，此时，要求以球瓣2的外球面、赤道端面4及已加工完成的焊接坡口A　6面定位，且通过压板9将所有球瓣2压紧；当所有球瓣2分别对应安装完成，并通过压环10卡紧后，按相应的尺寸精度要求组合车削每块球瓣2的焊接坡口B　7至全部完成；
6、根据上述步骤将所有球瓣的焊接坡口A和B全部加工完毕，即结束所述的车削加工方法；此外，根据实际情况，如果需要备用球瓣的话，能够采用所述方法一次加工相应数量的球瓣,如一次加工一块球瓣或多块球瓣以达到备用目的；
当应用所述方法车削加工出所有球瓣2两侧的焊接坡口后，选取六块球瓣2焊接在一起，从而组成两个顶端开口的半球壳1，然后依次将两个半球壳1放置在工作台上，要求以半球壳1中球瓣2的赤道端面4向下放置；放置好后，找正半球壳，并在卡紧后车削各球瓣2顶圆端面5处的焊接坡口；车削完毕，把相应的端面盖板焊接到半球壳1上，然后车削半球壳1，包括每块球瓣2赤道端面4处的焊接坡口，加工完毕后，就能够将两个半球壳1组合为需要的大型钛合金球壳了。
本发明未详述部分，如胎具的结构为现有技术，故本发明未对其进行详述。

Claims (5)

1.一种大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，其特征是：所述的方法步骤如下：
一、球瓣来料，在球瓣(2)的内球面中部焊接两个工艺起吊环(3)；
二、确定基准，根据工艺需要留量，并划线标示；在球瓣(2)内球面上划赤道端面(4)、顶圆端面(5)以及两侧焊接坡口A(6)和焊接坡口B(7)的位置线，要求焊接坡口A(6)和焊接坡口B(7)不留量；
三、加工基准，以球瓣(2)的外球面及划线为基准，组合车削加工基准面；具体如下：装卡找正胎具(8)，并在压紧胎具(8)后把所需数量的球瓣(2)安装于胎具(8)内，要求球瓣(2)的赤道端面(4)向上，且以球瓣(2)的外球面定位，根据划线找正，然后通过与胎具(8)配套的压板(9)将所有球瓣(2)压紧；当所有球瓣(2)分别对应安装完成，并通过与胎具(8)配套的压环(10)卡紧后，组合车削每块球瓣(2)的赤道端面(4)及顶圆端面(5)，要求按划线将每块球瓣(2)的这两个端面都车成平端面，以作为后续加工的基准，但不车出这两个端面上的焊接坡口；
四、加工焊接坡口A(6)，以上述球瓣(2)的外球面、已加工的平端面及需要加工的焊接坡口A(6)的位置线为基准，组合车削焊接坡口A(6)；具体如下：装卡找正胎具(8)，并在压紧胎具(8)后把上述的球瓣(2)旋转后再安装于胎具(8)内，要求以球瓣(2)的外球面及已加工好的赤道端面(4)平端面定位，且按划线摆正，然后顶紧每块球瓣(2)需要加工出焊接坡口B(7)的侧面，使所有球瓣(2)需要加工焊接坡口A(6)的侧面对应处于同一圆面上，再通过压板(9)将所有球瓣(2)压紧；当所有球瓣(2)分别对应安装完成，并通过压环(10)卡紧后，按相应的尺寸精度要求组合车削每块球瓣(2)的焊接坡口A(6)至全部完成；
五、加工焊接坡口B(7)，以上述球瓣(2)的外球面、已加工的平端面及焊接坡口A(6)面为基准，组合车削焊接坡口B(7)；具体如下：装卡找正胎具(8)，并在压紧胎具(8)后把上述的球瓣(2)反方向旋转后再次安装于胎具(8)内，要求以球瓣(2)的外球面、已加工好的赤道端面(4)平端面及已加工完成的焊接坡口A(6)面定位，且通过压板(9)将所有球瓣(2)压紧；当所有球瓣(2)分别对应安装完成，并通过压环(10)卡紧后，按相应的尺寸精度要求组合车削每块球瓣(2)的焊接坡口B(7)至全部完成；
六、根据上述步骤将所有球瓣(2)的焊接坡口A(6)和焊接坡口B(7)全部加工完毕，即结束所述的车削加工方法。
2.根据权利要求1所述的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，其特征是：所述方法中一次至少在胎具(8)中放置一块球瓣(2)。
3.根据权利要求1所述的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，其特征是：所述步骤三中的加工基准是以划线为粗基准，将球瓣(2)的赤道端面(4)和顶圆端面(5)车成平端面后作为后续加工的精基准面。
4.根据权利要求1所述的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，其特征是：所述步骤四中的加工焊接坡口A(6)是以球瓣(2)的外球面、已加工好的赤道端面(4)和顶圆端面(5)的平端面为基准，以球瓣(2)上焊接坡口A(6)的划线为参考基准，在顶紧球瓣(2)上需要加工出焊接坡口B(7)的侧面时，球瓣(2)的赤道端面(4)平端面需对应贴紧胎具(8)中的两个定位销(11)，且使焊接坡口A(6)的划线与胎具(8)的大端面平行。
5.根据权利要求1所述的大型球瓣两侧焊接坡口的车削加工方法，其特征是：所述步骤五中的加工焊接坡口B(7)是以球瓣(2)的外球面、已加工好的赤道端面(4)平端面和焊接坡口A(6)为精基准定位，且放置的球瓣(2)方向与车削焊接坡口A(6)时的放置方向相反，即球瓣(2)的赤道端面(4)平端面对应贴紧位于胎具(8)上部的一个定位销(11)，该球瓣(2)的焊接坡口A(6)面对应贴紧位于胎具(8)中部和下部的两个定位销(11)。
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