CN107695137B - 一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法，高温磁漆后变形校形方法为热校形，配合热校形夹具，加工方法为接触焊接各段—热处理—吹砂—焙烧—校正—吹砂—涂W300高温磁漆—热校形—车加工。本发明解决了零件涂高温磁漆后变形处理方法，并利用热校形方式获得理想尺寸。热校形实现高精度磁漆型面校形，解决了因机械校正磁漆破损问题，同时降低了工人的劳动强度，减少了零件的加工周期，提高零件的生产效率。

Description

一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及焊接、喷涂、热处理等领域，特别是环形火焰筒高温磁漆类零件变形的控制方法。

背景技术

火焰筒是航空发动机主燃烧室的高温燃烧部件，属于典型的大型薄壁多层钣金高温合金焊接组合件，基体材料为GH4648。火焰筒组件需要具备较好的耐高温性能，因此要求组件内表面喷涂高温磁漆，以提高耐高温能力。

环形火焰筒结构相对比较复杂，主要由内外支承段、内外支承环、内外整流罩、内外掺混段、内外主燃段壁、浮动环、涡流器等零组件装配焊接而成，零件结构图如图1所示。

零件采取的主要加工工艺为：接触焊接各段—热处理—吹砂—焙烧—校正—吹砂—涂W-300高温磁漆—车加工。根据组件设计图的工艺属性，板材成型和焊接都会产生不同程度的变形，特别是涂高温磁漆，以及涂磁漆前的吹砂等工艺，对零件都会产生不同程度的变形，其外环变形程度最大，圆跳动高达6～10，普通手工校正后磁漆产生大面积脱落，且形状难以稳定。涂高温磁漆工艺又是组件中最后一道影响变形的特种工艺，陶瓷工艺需要在1200°C以上的高温下烧结，组件是由多层薄壁零件组成，经过多次焊接和校型后，在组件内部存在不同程度的内应力，高温陶瓷后组件释放应力，导致组件出现显著的变形。

原组件工艺中的磁漆也是在自由状态下喷涂和烧结，由于高温的作用和组件结构的不均匀性，以及高温后组件的冷却状态不一致等都会引起产品变形，控制陶瓷后组件变形问题，目前有两种方法：1.工人直接用校正工具手工校正这类零件。但这种方法由于零件涂有高温磁漆，磁漆结合力较弱部位，在机械加工和校正过程中磁漆受外力作用出现破损。2.采用高温磁漆加工强制限位等工艺设计，能有效的减缓或消除高温烧结对零件的变形，但多层钣金焊接复杂环形薄壁陶瓷零件高温烧结时还存在一些不确定因素，强行限位状态不能彻底解决组件变形，后续校正磁漆破损的问题，难以保证零件的尺寸和形状要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法，解决多层钣金焊接火焰筒高温磁漆后变形问题，同时降低工人的劳动强度，减少零件的加工周期，提高零件的加工质量和生产效率。

本发明的技术方案如下：

一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法，包括依次进行的接触焊接各段、热处理、吹砂、焙烧、校正、吹砂、涂W-300高温磁漆和车加工，所述涂W-300高温磁漆和车加工工序之间加入对零件的热校形工序。

所述热校形工序包括涂高温磁漆后，将环形火焰筒放入热校形夹具中一同入炉进行热校形，装炉温度随炉升温，加热时间30～40min，最后温度800±10℃，延续时间2.5～3.5h，冷却随炉冷至500℃以下出炉空冷。

一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形的夹具，包括分别与主轴两端可拆卸连接的底盘和限位盘，主轴上且位于限位盘下方有一限位环；

所述主轴外侧有多根沿同一圆周间隔分布的支承轴，支承轴的下端与底盘相连，上端与限位环相连；

所述底盘上设置有定位座。

所述底盘为带辐条的环状件，其辐条上开有通孔及螺孔。

所述限位环为带辐条的环状件，其环形端面上开有通孔及螺孔。

所述限位盘为带辐条的环状件。

所述主轴为多级阶梯轴，其一端有一贯穿其周向面的孔。

本发明中，高温磁漆后变形校形方法为热校形，配合热校形夹具，加工方法为接触焊接各段—热处理—吹砂—焙烧—校正—吹砂—涂W300高温磁漆—热校形—车加工。与现有技术比较，本发明的优势主要体现在：

1）采用此加工工艺，找到了解决零件涂高温磁漆后变形处理方法，并利用热校形方式获得理想尺寸要求的工艺方法。

2）热校形工艺实现高精度磁漆型面校形，解决了因机械校正磁漆破损问题，同时降低了工人的劳动强度，减少了零件的加工周期，提高零件的生产效率。

附图说明

图1为环形火焰筒与夹具装配后的示意图；

图2为底盘结构示意图；

图3和图4为限位盘结构示意图（图4为图3的径向剖面图）；

图5和图6为主轴结构示意图（图6为图5的A-A剖面图）；

图7为限位环结构示意图；

图中，1底盘、2 螺栓、3起重螺栓、4主轴、5支承轴、6螺钉、7定位座、8限位环、9锲块、10限位盘。

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。

一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法，包括以下工艺流程：吹砂—焙烧—校正—吹砂—涂W300高温磁漆—热校形—车加工。涂高温磁漆后，将零件放入热校形夹具中一同入炉进行热校形工序，装炉温度随炉升温，加热时间30～40min，最后温度800±10℃，延续时间2.5～3.5h，冷却随炉冷至500℃以下出炉空冷。零件热校形完成后，直接满足后续车加工的要求。

如图1～7所示，为配合上述加工方法，解决环形火焰筒涂高温磁漆后变形，设计加工方法涂W300高温磁漆后热校形，设计了图中所示的热校形专用夹具。一种用于环形火焰筒高温磁漆后变形热校形夹具，包括底盘1、螺栓2、起重螺栓3、主轴4、支承轴5、螺钉6、定位座7、限位环8、锲块9、限位盘10。主轴4为一包含多个台阶的轴，其下端有一法兰结构，其上端有一圆盘结构，法兰结构用于与底盘1相连，圆盘结构用于与限位盘10的中心圆环匹配。底盘1为一块带有6根辐条的环状件，外侧周向面上设置有起重螺栓3，底盘1通过螺栓2与主轴4下端的法兰结构连接，主轴4上端穿过限位环8和限位盘10中心孔，由于主轴4上端有一贯穿其周向面的孔，所以可通过锲块9插入孔中实现压紧；主轴4外侧有多根沿同一圆周间隔分布的支承轴5，支承轴5两端分别插入底盘1和限位环8上的通孔，由于支承轴两端均有台阶结构，可通过配合法兰盘及螺钉6分别与底盘1和限位环8上的螺孔相连，底盘1上设置有定位座7，定位座7及支承轴5与底盘1的连接处均位于底盘1辐条所在径向线上。使用时，将涂高温磁漆后的环形火焰筒轻放入热校形夹具中，采用6个涡流器安装座定位，限位盘10将火焰筒内外支承环限位，将零件压紧。火焰筒一共有24个涡流器，为方便将火焰筒放置在夹具上，设计夹具采用均布6个涡流器安装座进行定位，6个涡流器安装座放置于夹具的定位座7上。

火焰筒安装在热校形夹具上一起进炉进行热校形，热校形夹具为不锈钢材料，受热膨胀系数大于火焰筒高温合金材料，校形处留有热膨胀前间隙，起到热状态下校形目的，因为校形温度不高，冷却后热校形夹具形状尺寸恢复到原来尺寸，且校形处留有热膨胀间隙，不影响继续使用。限位环8的作用是防止火焰筒内安装边在受热状态下无限位定心定位，发生变形和偏心，同时限位环8还同时起到热校形内安装边圆度及同心度的作用。如图2，起重螺栓3方便起重夹具和零件进炉子，吊挂起重设计，其位置在底盘1外侧表面。

具体工艺实施如下：

1.检查：检查设备与仪表，且应在有效使用期内，检查零件表面应无机械损伤、磁漆层完整；

2.安装夹具：将零件轻放热校形夹具中，采用6个涡流器安装座定位，限位盘10将火焰筒内外支承环限位，用锲块9将零件压紧；

3.热校形：将零件装入图1夹具中，调整热校形参数，装炉温度随炉升温，加热时间30～40min，最后温度800±10℃，延续时间2.5～3.5h，冷却随炉冷至500℃以下出炉空冷；

4.出炉检查：对零件进行外观检查，检查零件磁漆质量，在机床上检查零件内、外支承环圆跳及圆度，满足设计图纸要求。

5.车加工：满足车加工条件，按设计图纸机加尺寸。

Claims (5)

1.一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法，包括依次进行的接触焊接各段、热处理、吹砂、焙烧、校正、吹砂、涂W-300高温磁漆和车加工，其特征在于：所述涂W-300高温磁漆和车加工工序之间加入对零件的热校形工序；

所述热校形工序包括涂高温磁漆后，将环形火焰筒放入热校形夹具中一同入炉进行热校形，装炉温度随炉升温，加热时间30～40min，最后温度800±10℃，延续时间2.5～3.5h，冷却随炉冷至500℃以下出炉空冷；

所述热校形夹具包括分别与主轴（4）两端可拆卸连接的底盘（1）和限位盘（10），主轴（4）上且位于限位盘（10）下方有一限位环（8）；

所述主轴（4）外侧有多根沿同一圆周间隔分布的支承轴（5），支承轴（5）的下端与底盘（1）相连，上端与限位环（8）相连；

所述底盘（1）上设置有定位座（7）。

2.根据权利要求1所述的一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法，其特征在于：所述底盘（1）为带辐条的环状件，其辐条上开有通孔及螺孔。

3.根据权利要求1所述的一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法，其特征在于：所述限位环（8）为带辐条的环状件，其环形端面上开有通孔及螺孔。

4.根据权利要求1所述的一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法，其特征在于：所述限位盘（10）为带辐条的环状件。

5.根据权利要求1所述的一种环形火焰筒高温磁漆后变形校形方法，其特征在于：所述主轴（4）为多级阶梯轴，其一端有一贯穿其周向面的孔。