CN105666050B - 异型束类深孔构件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异型束类深孔构件的制造方法，涉及发动机领域，该方法包括：前支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的前支板基体连接；后支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的后支板基体连接；采用铣加工技术和电加工技术进行前支板转接块加工、前支板连接块加工和后支板转接块加工；将连接后的前支板基体与加工得到的前支板转接块组合钎焊；将前支板上部组件、连接后的前支板基体与前支板堵盖组合钎焊；将连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块组合钎焊；将后支板上部组件、连接后的后支板基体与后支板堵盖组合钎焊。

Description

异型束类深孔构件的制造方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体而言，涉及一种异型束类深孔构件的制造方法。

背景技术

如图1和图2所示的构件为高超声速(Ma﹥5.0)发动机喷射燃烧试验用测试燃烧温度的异型束类深孔构件，由图1的前支板(包括接头10(尺寸M14×1.5)、接头11(尺寸M12×1.25)、前支板长接头12、前支板法兰13、前支板转接块14、前支板连接块(图1中未标出)、前支板基体15、供油转接块16以及前支板堵盖17等部件)、图2的后支板(包括后支板长接头20、后支板法兰21、后支板转接块22、后支板基体23、后支板堵盖24以及燃油通道25等部件)两部分组成。前后支板材料均为GH3128，该材料是以钨、钼固溶强化并以硼、铈强化晶界的镍基高温合金，具有高塑性、较高的持久蠕变强度及良好的抗氧化性和焊接性能，能够制造高温工作部件，其缺点是切削加工性差。

目前，对于前后支板加工方法有3D打印技术、精铸技术以及高能束(电子束、激光)技术，但都存在一些缺陷：3D打印经济成本较高，且3D打印、精铸内孔通道表面粗糙度不够且无法再加工；高能束工艺可行性较差。

针对现有技术中的异型束类深孔构件的制造方法经济成本较高、可行性较差的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种异型束类深孔构件的制造方法，以至少解决现有技术中的异型束类深孔构件的制造方法经济成本较高、可行性较差的技术问题。

根据本发明实施例，提供了一种异型束类深孔构件的制造方法，包括：前支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的前支板基体连接；后支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的后支板基体连接；采用铣加工技术和电加工技术进行前支板转接块加工、前支板连接块加工和后支板转接块加工；将连接后的前支板基体与加工得到的前支板转接块组合钎焊；将前支板上部组件、连接后的前支板基体与前支板堵盖组合钎焊；将连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块组合钎焊；将后支板上部组件、连接后的后支板基体与后支板堵盖组合钎焊。

进一步地，所述前支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的前支板基体连接包括：采用电加工工艺方法将前支板基体的外形加工成型；将加工成型的部件分割成厚30mm的前支板段；在各个所述前支板段上加工通道孔得到前支板基体，所述通道孔包括穿丝孔和线切孔；将各个前支板基体的待钎焊面进行平磨；在各个前支板基体的待钎焊面上预置钎料，在真空中将各个前支板基体在高于钎料的固相线温度下加热，得到连接后的前支板基体。

进一步地，所述后支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的后支板基体连接包括：采用电加工工艺方法将后支板基体的外形加工成型；将加工成型的部件分割成厚16mm的后支板段；在各个所述后支板段上加工通道孔得到后支板基体，所述通道孔包括穿丝孔和线切孔；将各个后支板基体的待钎焊面进行平磨；在各个后支板基体的待钎焊面上预置钎料，在真空中将各个后支板基体在高于钎料的固相线温度下加热，得到连接后的后支板基体。

进一步地，采用铣加工技术和电加工技术进行前支板转接块加工包括：下料；采用铣加工技术铣出前支板转接块的外形；采用电火花和成型电极在铣出的部件中打异型孔，得到前支板转接块。

进一步地，采用铣加工技术和电加工技术进行前支板连接块加工包括：下料；切割出前支板连接块的外形；采用铣加工技术在切割出的部件中铣出沉孔；采用成型电极在切割出的部件中电加工出异型孔，得到前支板连接块。

进一步地，采用铣加工技术和电加工技术进行后支板转接块加工包括：下料；采用铣加工技术铣出沉孔及台阶；对铣加工后的部件钻孔；采用成型电极在钻孔后的部件中电加工出异型孔，得到后支板转接块。

进一步地，将连接后的前支板基体与加工得到的前支板转接块组合钎焊包括：将加工得到的前支板转接块与连接后的前支板基体装配，用不锈钢皮拉紧，并在加工得到的前支板转接块与连接后的前支板基体的待钎焊面上预置钎料，安放于夹具上，入炉扩散钎焊。

进一步地，将前支板上部组件、连接后的前支板基体与前支板堵盖组合钎焊包括：将前支板上部组件与连接后的前支板基体装配，用不锈钢皮拉紧，并在前支板上部组件与连接后的前支板基体的待钎焊面上预置钎料；装配已经预置钎料的前支板堵盖，用不锈钢皮拉紧，入炉扩散钎焊。

进一步地，将连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块组合钎焊包括：将连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块用Φ3钻头定心，再用不锈钢皮拉紧，并在连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块的待钎焊面上预置钎料，安放于夹具上，入炉扩散钎焊。

进一步地，将后支板上部组件、连接后的后支板基体与后支板堵盖组合钎焊包括：将后支板上部组件与连接后的后支板基体装配，用不锈钢皮拉紧，并在后支板上部组件与连接后的后支板基体的待钎焊面上预置钎料；装配已经预置钎料的后支板堵盖，用不锈钢皮拉紧，入炉扩散钎焊。

根据本发明实施例的异型束类深孔构件的制造方法，通过将电加工技术与扩散钎焊技术相结合，实现异型束类深孔构件的制造，现有技术中的异型束类深孔构件的制造方法经济成本较高、可行性较差的技术问题，达到了降低经济成本、工艺可操作性强、对人员及设备要求相对较低的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中可选的一种异型束类深孔构件的前支板的结构示意图；

图2是现有技术中可选的一种异型束类深孔构件的后支板的结构示意图；

图3是根据本发明实施例可选的一种异型束类深孔构件的制造方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

根据本发明实施例，提供了一种异型束类深孔构件的制造方法，如图3所示，包括：

步骤S301，前支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的前支板基体连接。

本实施例中，由于前后支板组件中，前支板基体、后支板基体结构复杂且异型孔较多，所以工艺设计时，前后支板基体采用分段加工，通道异型孔均电加工至尺寸，加工过程中为保证精度，在打引孔、线切孔过程中均采用夹具定位。扩散钎焊过程中，采用一体多套的夹具方案，平磨面减小间隙满足扩散钎焊要求从而保证钎缝强度。

步骤S302，后支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的后支板基体连接。

本实施例中，前支板基体、后支板基体加工工序：先用电加工工艺方法将前支板基体、后支板基体外形加工成型，再分割成段(前支板基体厚30mm，后支板基体厚16mm)，采用工装固定加工通道小孔，再将各段待钎焊面进行平磨，保证面贴合间隙符合扩散钎焊要求再用工装将分段基体组合扩散钎焊，扩散钎焊后做串压试验及透光检验，合格后电加工斜面、成型电极打异型腔完成前支板基体、后支板基体加工。

步骤S303，采用铣加工技术和电加工技术进行前支板转接块加工、前支板连接块加工和后支板转接块加工。

本实施例中，前支板转接块加工工序：铣加工和电加工结合方法实施，先铣加工零件外型，再用成型电极电加工异型孔，保证孔与孔最大贯穿；

前支板连接块加工工序：由于孔小且形状特异，并带有一定角度，选择铣加工和电加工结合方法实施，先切外型、铣沉孔，再用成型电极电加工异型孔，保证孔与孔最大贯穿；

后支板转接块加工工序：由于孔小且形状特异，并带有一定角度，优选铣加工和电加工结合方法实施，先铣沉孔及台、钻孔，再用成型电极电加工异型孔，保证孔与孔最大贯穿。

步骤S304，将连接后的前支板基体与加工得到的前支板转接块组合钎焊。

本实施例中，将连接后的前支板基体与加工得到的前支板转接块组合钎焊包括：将加工得到的前支板转接块与连接后的前支板基体装配，用不锈钢皮拉紧，并在加工得到的前支板转接块与连接后的前支板基体的待钎焊面上预置钎料，安放于夹具上，入炉扩散钎焊。

步骤S305，将前支板上部组件、连接后的前支板基体与前支板堵盖组合钎焊。

本实施例中，将前支板上部组件、连接后的前支板基体与前支板堵盖组合钎焊包括：将前支板上部组件与连接后的前支板基体装配，用不锈钢皮拉紧，并在前支板上部组件与连接后的前支板基体的待钎焊面上预置钎料；装配已经预置钎料的前支板堵盖，用不锈钢皮拉紧，入炉扩散钎焊。

步骤S306，将连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块组合钎焊。

本实施例中，将连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块组合钎焊包括：将连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块用Φ3钻头定心，再用不锈钢皮拉紧，并在连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块的待钎焊面上预置钎料，安放于夹具上，入炉扩散钎焊。

步骤S307，将后支板上部组件、连接后的后支板基体与后支板堵盖组合钎焊。

其中，将后支板上部组件、连接后的后支板基体与后支板堵盖组合钎焊包括：将后支板上部组件与连接后的后支板基体装配，用不锈钢皮拉紧，并在后支板上部组件与连接后的后支板基体的待钎焊面上预置钎料；装配已经预置钎料的后支板堵盖，用不锈钢皮拉紧，入炉扩散钎焊。

本实施例中，前后支板整体采用三步连接完成：

第一步：前支板基体、后支板基体扩散钎焊及钎后加工，在此加工过程中待钎焊面磨加工，保证扩散钎焊的装配间隙要求，使得面与面间扩散钎焊效果良好，由于钎料为箔状非晶态且很薄(20-30μm)，钎料量能严格控制，无多余钎料溢流，不会堵孔，但对外部结缝密封性欠佳，需在外部涂抹适量膏状钎料以保证密封。

第二步：前支板基体与前支板转接块组合钎焊，先将前支板转接块与前支板基体外型装配接平，并用不锈钢皮拉紧，待钎焊面预置钎料，装配完成后安放于夹具上，外部适量涂抹钎料，入炉扩散钎焊。将前支板上部各件装配，5mm垫块确定间距再定位点焊，适量涂抹钎料入炉钎焊；后支板基体与后支板转接块组合钎焊，先将后支板基体与后支板转接块用Φ3钻头定心再用不锈钢皮拉紧，待钎焊面预置钎料，装配完成后安放于夹具上，外部适量涂抹钎料，入炉扩散钎焊。将后支板上部各件装配，1mm垫块确定间距再定位点焊，适量涂抹钎料入炉钎焊。

第三步：前支板上部组件、前支板基体与前支板堵盖组合钎焊，先将前支板上部组件与前支板基体外型装配接平并用不锈钢皮拉紧，待钎焊面预置钎料，再装配已经预置钎料的前支板堵盖并用不锈钢皮拉紧，外部适量涂抹钎料，入炉扩散钎焊；后支板上部组件、后支板基体与后支板堵盖组合钎焊，先将后支板上部组件与后支板基体外型装配接平并用不锈钢皮拉紧，待钎焊面预置钎料，再装配已经预置钎料的堵盖并用不锈钢皮拉紧，外部适量涂抹钎料，入炉扩散钎焊。

其中，扩散钎焊是在焊件钎焊面预置钎料，在真空中将焊件在高于钎料的固相线温度下持久加热使钎料成分与母材相互充分扩散，以获得性能优异的均质钎缝的一种钎焊工艺。其原理是钎缝金属的等温凝固过程，即在钎焊加热保温过程中，间隙中的钎料与母材反应，形成不同的低熔共晶，这些低熔点组元不断扩散或逐渐反应消失，使液相组织的固相线温度不断升高，当超过钎焊温度时，间隙中的液相组织变为固相，从而形成了钎缝。此连接工艺多用于钛及钛合金、高温合金、难熔金属、陶瓷等材料的高强度连接，是一种高效率和工艺适应性强的连接方法。

本实施例将电加工与扩散钎焊相结合的工艺来加工异型束类深孔构件，经济成本低，工艺可操作性强，对人员及设备要求相对较低。

进一步地，前支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的前支板基体连接包括：采用电加工工艺方法将前支板基体的外形加工成型；将加工成型的部件分割成厚30mm的前支板段；在各个前支板段上加工通道孔得到前支板基体，通道孔包括穿丝孔和线切孔；将各个前支板基体的待钎焊面进行平磨；在各个前支板基体的待钎焊面上预置钎料，在真空中将各个前支板基体在高于钎料的固相线温度下加热，得到连接后的前支板基体。

进一步地，后支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的后支板基体连接包括：采用电加工工艺方法将后支板基体的外形加工成型；将加工成型的部件分割成厚16mm的后支板段；在各个后支板段上加工通道孔得到后支板基体，通道孔包括穿丝孔和线切孔；将各个后支板基体的待钎焊面进行平磨；在各个后支板基体的待钎焊面上预置钎料，在真空中将各个后支板基体在高于钎料的固相线温度下加热，得到连接后的后支板基体。

进一步地，采用铣加工技术和电加工技术进行前支板转接块加工包括：下料；采用铣加工技术铣出前支板转接块的外形；采用电火花和成型电极在铣出的部件中打异型孔，得到前支板转接块。

进一步地，采用铣加工技术和电加工技术进行前支板连接块加工包括：下料；切割出前支板连接块的外形；采用铣加工技术在切割出的部件中铣出沉孔；采用成型电极在切割出的部件中电加工出异型孔，得到前支板连接块。

进一步地，采用铣加工技术和电加工技术进行后支板转接块加工包括：下料；采用铣加工技术铣出沉孔及台阶；对铣加工后的部件钻孔；采用成型电极在钻孔后的部件中电加工出异型孔，得到后支板转接块。

根据本发明实施例的异型束类深孔构件的制造方法，通过将电加工技术与扩散钎焊技术相结合，实现异型束类深孔构件的制造，现有技术中的异型束类深孔构件的制造方法经济成本较高、可行性较差的技术问题，达到了降低经济成本、工艺可操作性强、对人员及设备要求相对较低的技术效果。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种异型束类深孔构件的制造方法，其特征在于，包括：

前支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的前支板基体连接；

后支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的后支板基体连接；

采用铣加工技术和电加工技术进行前支板转接块加工、前支板连接块加工和后支板转接块加工；

将连接后的前支板基体与加工得到的前支板转接块组合钎焊；

将前支板上部组件、连接后的前支板基体与前支板堵盖组合钎焊；

将连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块组合钎焊；

将后支板上部组件、连接后的后支板基体与后支板堵盖组合钎焊。

2.根据权利要求1所述的异型束类深孔构件的制造方法，其特征在于，所述前支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的前支板基体连接包括：

采用电加工工艺方法将前支板基体的外形加工成型；

将加工成型的部件分割成厚30mm的前支板段；

在各个所述前支板段上加工通道孔得到前支板基体，所述通道孔包括穿丝孔和线切孔；

将各个前支板基体的待钎焊面进行平磨；

在各个前支板基体的待钎焊面上预置钎料，在真空中将各个前支板基体在高于钎料的固相线温度下加热，得到连接后的前支板基体。

3.根据权利要求1所述的异型束类深孔构件的制造方法，其特征在于，所述后支板基体加工，并采用扩散钎焊技术将加工得到的后支板基体连接包括：

采用电加工工艺方法将后支板基体的外形加工成型；

将加工成型的部件分割成厚16mm的后支板段；

在各个所述后支板段上加工通道孔得到后支板基体，所述通道孔包括穿丝孔和线切孔；

将各个后支板基体的待钎焊面进行平磨；

在各个后支板基体的待钎焊面上预置钎料，在真空中将各个后支板基体在高于钎料的固相线温度下加热，得到连接后的后支板基体。

4.根据权利要求1所述的异型束类深孔构件的制造方法，其特征在于，采用铣加工技术和电加工技术进行前支板转接块加工包括：

下料；

采用铣加工技术铣出前支板转接块的外形；

采用电火花和成型电极在铣出的部件中打异型孔，得到前支板转接块。

5.根据权利要求1所述的异型束类深孔构件的制造方法，其特征在于，采用铣加工技术和电加工技术进行前支板连接块加工包括：

下料；

切割出前支板连接块的外形；

采用铣加工技术在切割出的部件中铣出沉孔；

采用成型电极在切割出的部件中电加工出异型孔，得到前支板连接块。

6.根据权利要求1所述的异型束类深孔构件的制造方法，其特征在于，采用铣加工技术和电加工技术进行后支板转接块加工包括：

下料；

采用铣加工技术铣出沉孔及台阶；

对铣加工后的部件钻孔；

采用成型电极在钻孔后的部件中电加工出异型孔，得到后支板转接块。

7.根据权利要求1所述的异型束类深孔构件的制造方法，其特征在于，将连接后的前支板基体与加工得到的前支板转接块组合钎焊包括：

将加工得到的前支板转接块与连接后的前支板基体装配，用不锈钢皮拉紧，并在加工得到的前支板转接块与连接后的前支板基体的待钎焊面上预置钎料，安放于夹具上，入炉扩散钎焊。

8.根据权利要求1所述的异型束类深孔构件的制造方法，其特征在于，将前支板上部组件、连接后的前支板基体与前支板堵盖组合钎焊包括：

将前支板上部组件与连接后的前支板基体装配，用不锈钢皮拉紧，并在前支板上部组件与连接后的前支板基体的待钎焊面上预置钎料；

装配已经预置钎料的前支板堵盖，用不锈钢皮拉紧，入炉扩散钎焊。

9.根据权利要求1所述的异型束类深孔构件的制造方法，其特征在于，将连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块组合钎焊包括：

将连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块用Φ3钻头定心，再用不锈钢皮拉紧，并在连接后的后支板基体与加工得到的后支板转接块的待钎焊面上预置钎料，安放于夹具上，入炉扩散钎焊。

10.根据权利要求1所述的异型束类深孔构件的制造方法，其特征在于，将后支板上部组件、连接后的后支板基体与后支板堵盖组合钎焊包括：

将后支板上部组件与连接后的后支板基体装配，用不锈钢皮拉紧，并在后支板上部组件与连接后的后支板基体的待钎焊面上预置钎料；

装配已经预置钎料的后支板堵盖，用不锈钢皮拉紧，入炉扩散钎焊。