CN104259744B - 一种环形件加工方法及其加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环形件加工方法及其加工装置，所述加工方法包括如下步骤：(1)下料；(2)焊接；(3)喷漆；(4)滚压成型；(5)热处理；(6)校正；(7)激光切割；(8)切开；所述加工装置包括上滚轮、下滚轮及安装在下滚轮两侧的定位挡块，所述下滚轮上设置有环形凹槽，在上滚轮上设置有与环形凹槽相对应的环形凸起，所述下滚轮的两侧面与定位挡块之间还设置有调节垫片。本发明所述的加工方法及其加工装置，加工工艺简单，零件通过滚压成型、热处理、校正、切割等工序实现环形零件的加工，材料消耗小，加工成本低，加工周期短，大大提高生产效率。

Description

一种环形件加工方法及其加工装置
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体是涉及一种环形件加工方法及其加工装置。
背景技术
加强箍作为航空发动机的一个重要组成部件，其加工制造显得尤为重要，加强箍的加工好坏直接影响着发动机的性能。然而，航空发动机使用的加强箍是由截面为Z字形沿中心线旋转形成的柱形环形件结构，零件尺寸比较大，其直径均大于400mm，加工难度较大。传统的加工方法是将采用圆形板料在4000KN液压机上通过2次拉伸成型，中间经过热处理软化材料实现，然后用车加工保证零件长度尺寸。采用这种加工方法主要存在以下不足：(1)材料消耗大，单个零件质量为1.23～1.4kg，而单个零件材料消耗为6.9～7.5kg，造成了材料的极大浪费，大大增加了材料使用成本；(2)工装成本高，一个加强箍需要2套拉伸工装，同时工装结构复杂，加工周期长，加工效率及产品合格率较低。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种环形件加工方法及其加工装置。从而降低加工成本，缩短加工周期，提高加工效率和产品合格率。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一种环形件加工方法，主要包括如下步骤：
(1)下料：一次加工两个零件，其中毛坯形状为矩形，其宽度尺寸为一个零件沿宽度方向全形展开后的尺寸乘以2，并在两端各增加3～10mm的余量，长度尺寸为一个零件展开后长度尺寸的1/2；
(2)焊接：将已下料好的两块板料卷焊成直筒形状零件；
(3)喷漆：在如步骤(2)所述的零件表面形成一层保护膜，防止零件与滚轮直接接触，起到保护和润滑作用；
(4)滚压成型：将上滚轮及下滚轮分别安装于二轴滚床上，对步骤(3)中喷漆后的零件进行滚压，在滚压过程中加注润滑油，防止零件压伤，利于零件成型；
(5)热处理：对滚压成型后的零件进行固溶处理，去除零件滚压成型应力；
(6)校正：通过上滚轮及下滚轮对热处理后的零件进行校正，保证零件型面精度及尺寸精度；
(7)激光切割：通过激光切割校正后零件端面多余的材料，保证零件大端直径尺寸；
(8)切开：将焊接成圆环的环形零件沿中间切开即可完成整个环形件的加工。
所述步骤(2)中的焊接参数如下：电流强度为60A～80A；氩气流量为正面8～12L/min，反面6～10L/min；钨极直径为φ2.0；填料为HGH536。
所述步骤(5)中热处理加热温度为1150℃±10℃，保温时间为8～10min。
所述步骤(5)中采用空冷去除零件滚压成型应力。
为实现上述环形件加工方法，本发明还提供了一种环形件加工装置，该装置包括上滚轮、下滚轮及安装在下滚轮两侧的定位挡块，所述下滚轮上设置有环形凹槽，在上滚轮上设置有与环形凹槽相对应的环形凸起。
所述上滚轮上位于环形凸起两侧为向上滚轮内侧倾斜的型面A。
所述下滚轮上位于环形凹槽两侧为向下滚轮外侧倾斜的型面B。
所述型面A与型面B相互平行。
所述下滚轮的两侧面与定位挡块之间还设置有调节垫片。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，采用本发明所述的加强箍加工装置及其加工方法，具有如下显著优点：
(1)本发明通过滚成型、热处理、校正及切割实现零件的加工，其加工工艺简单，易于操作；
(2)采用本发明所述的加工方法，材料消耗小，零件毛坯展开为矩形，材料消耗仅为2.3～2.6kg，大大降低了材料使用成本；
(3)加工成本低，成型装置为滚轮，结构简单，加工周期短，成型效率高。
附图说明
图1为某Z字形环形零件的结构示意图；
图2为本发明所述的环形件加工装置结构示意图；
图3为采用本发明所述的环形件加工装置滚压环形零件的结构示意图。
图中：1-上滚轮，2-下滚轮，3-调整垫片，4-定位挡块，5-环形零件，11-环形凸起，21-环形凹槽。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
下面以加工如图1所示的环形零件为例进一步说明本发明的加工方法，该零件截面为Z字形结构，尖点为圆弧转接的阶梯回转零件，零件大端有角度β，零件回转半径在大于200mm，该零件采用本发明所述的方法加工步骤如下：
(1)下料：毛坯形状为矩形，宽度尺寸为一次加工两个零件，两端各增加3～10mm的余量，长度尺寸为一个零件展开后长度尺寸的1/2；
(2)焊接：将已下料好的两块板料卷焊成直筒形状零件；焊接参数为：电流强度为60A～80A；氩气流量为正面8～12L/min，反面6～10L/min；钨极直径：φ2.0，填料名称及规格为HGH536,φ1.6～2.0；
(3)喷漆：在如步骤(2)所述的零件表面形成一层保护膜，防止零件与滚轮直接接触，起到保护和润滑作用；
(4)滚压成型：将上滚轮1及下滚轮2分别安装于二轴滚床上，对步骤(3)中喷漆后的零件进行滚压，在滚压过程中加注润滑油，防止零件压伤，利于零件成型；在本发明中，上滚轮1和下滚轮2的型面与零件待加工型面相符，即，如图1、图2所示，其角度α1与α2的取值比待加工环形零件5的角度β大3°即可。
(5)热处理：对滚压成型后的零件进行固溶处理，去除零件滚压成型应力；
(6)校正：通过上滚轮1及下滚轮2对热处理后的零件进行校正，保证零件型面精度及尺寸精度；加热温度：1150℃±10℃，保温时间：8～10min，采用空冷，去除零件滚压成型应力；
(7)激光切割：通过激光切割校正后零件端面多余的材料，保证零件大端直径尺寸。
(8)切开：将焊接成圆环的环形零件5沿中间切开，保证单个零件高度。
如图2、图3所示，一种环形件加工装置，包括上滚轮1、下滚轮2及安装在下滚轮2两侧的定位挡块4，所述下滚轮2上设置有环形凹槽21，在上滚轮1上设置有与环形凹槽21相对应的环形凸起11。采用本技术方案，在加工如图1所示的加强箍5时，将该装置安装于二轴滚床上，通过二轴滚床上驱动上滚轮1，上滚轮1上的环形凸起11与下滚轮2上环形凹槽相配合对直筒状零件进行滚压成型，同时上滚轮1和下滚轮2可对滚压成型后的零件进行校正。
所述上滚轮1上位于环形凸起11两侧为向上滚轮1内侧倾斜的型面A12。
所述下滚轮2上位于环形凹槽21两侧为向下滚轮2外侧倾斜的型面B22。
所述型面A12与型面B22相互平行。即如图2中所示，型面A12与水平面的夹角α1等于型面B22与水平面的夹具α2。
所述下滚轮2的两侧面与定位挡块4之间还设置有调节垫片3。通过调节垫片3可以任意调整定位挡块4与下滚轮2之间的距离，以到达不同工况下的定位要求。

Claims (4)

1.一种环形件加工方法，其特征在于：主要包括如下步骤：
(1)下料：一次加工两个零件，其中毛坯形状为矩形，其宽度尺寸为一个零件沿宽度方向全形展开后的尺寸乘以2，并在两端各增加3～10mm的余量，长度尺寸为一个零件展开后长度尺寸的1/2；
(2)焊接：将已下料好的两块毛坯卷焊成直筒形状零件；
(3)喷漆：在如步骤(2)所述的直筒形状零件表面形成一层保护膜，防止该直筒形状零件与滚轮直接接触，起到保护和润滑作用；
(4)滚压成型：将上滚轮(1)及下滚轮(2)分别安装于二轴滚床上，对步骤(3)中喷漆后的零件进行滚压，在滚压过程中加注润滑油；
(5)热处理：对滚压成型后的零件进行固溶处理，去除零件滚压成型应力；
(6)校正：通过上滚轮(1)及下滚轮(2)对热处理后的零件进行校正；
(7)激光切割：通过激光切割校正后零件端面多余的材料；
(8)切开：将焊接成圆环的环形零件沿中间切开即可完成整个环形件的加工。
2.根据权利要求1所述的一种环形件加工方法，其特征在于：所述步骤(2)中的焊接参数如下：电流强度为60A～80A；氩气流量为正面8～12L/min，反面6～10L/min；钨极直径为φ2.0；填料为HGH536。
3.根据权利要求1所述的一种环形件加工方法，其特征在于：所述步骤(5)中热处理的固溶处理的加热温度为1150℃±10℃，保温时间为8～10min。
4.根据权利要求1所述的一种环形件加工方法，其特征在于：所述步骤(5)中固溶处理采用空冷去除零件滚压成型应力。
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