CN107866729B - 一种钛合金管件内壁粉末去除方法及夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械加工领域，具体公开了一种钛合金管件内壁粉末去除方法及夹具，夹具包括上压紧盖、设于上压紧盖下方的下压紧盖、设于上压紧盖内部的上压紧块以及固定上压紧块与下压紧盖的螺栓。所述去除方法包括以下步骤：步骤一：加工前准备；步骤二：加工前检验；步骤三：磨粒流加工；步骤四：磨料清理；步骤五：零件清洗；步骤六：加工后检验。本发明通过夹具的限流、导流优化设计，限制磨料通过非加工区域，磨料挤压磨削仅作用于管件内壁，大大提高了磨粒流加工效率，减小了对管件其他表面的影响，同时有效去除了管件内部的多余物。

Description

一种钛合金管件内壁粉末去除方法及夹具
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及一种钛合金管件内壁粉末去除方法及夹具。
背景技术
磨粒流加工是使含有磨粒具有粘弹性、柔软性和切削性的磨料介质在挤压力作用下形成一个半固态、可流动的“挤压块”，高速往复流过工件待加工表面，产生磨削作用的一种加工方法。
航天某型号增压管路系统中使用了钛合金TA2材料的管状零件，其内孔为车削加工，加工后采用吹除、清洗、擦拭、吹干等工序对产品进行清理。经扫描电镜和粒子判读计数器检测，发现在零件内壁存在总量约为500μm/m3的颗粒直径小于50μm的钛合金粉末，表明常规加工方式不能把零件内部粘着钛合金细微粉末清除干净。因此，亟需一种去除钛合金管状零件内壁粘附的钛合金细微粉末的工艺方法，以解决当前难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛合金管件内壁粉末去除方法及夹具，实现管状零件内部粘附的钛合金细微粉末的彻底清除。
本发明的技术方案如下：
一种夹具，用于夹持长径比≥10的钛合金管件，将其固定在机床上，包括上压紧盖、上压紧块以及下压紧盖；
所述的上压紧盖、上压紧块和下压紧盖均为圆柱体，其中上压紧盖与下压紧盖的外径相同；
在上压紧盖的下底面中心开圆槽，圆槽的直径与上压紧块的直径相同，圆槽的高度与上压紧块的高度相同；
所述的上压紧盖设于下压紧盖的上方，上压紧块设于上压紧盖的圆槽内；
在上压紧块与下压紧盖相接处沿径向设有管状的径向通道，在下压紧盖的中心沿轴向设有管状的轴向通道，径向通道与轴向通道连通，用于固定三通零件；
所述径向通道和轴向通道的内径分别与三通零件的外径相同；
在上压紧盖和上压紧块上沿轴向设有磨料注入孔，磨料注入孔的上方开口位于上压紧盖的上表面，磨料注入孔的下方开口与三通零件的径向管道连通，磨料通过磨料注入孔流入零件的细长孔内。
还包括在磨料注入孔的上方开口处设有孔盖，以防止杂物进入管件的细长孔内。
所述的上压紧块与下压紧盖通过两个螺栓固定。
一种采用所述夹具的钛合金管件内壁细微粉末去除方法，用于去除长径比≥10的钛合金管件内壁粘附的颗粒直径小于50μm的钛合金粉末，包括以下步骤：
步骤一：加工前准备
对工装、磨料进行检查，检查工装是否完好、可靠，磨料是否有效；
步骤二：加工前检验
2.1仔细观察零件表面，要求目视无机械损伤、锈蚀等痕迹；
2.2按照《产品磨粒流工艺状态表》核对零件相关尺寸符合要求；
步骤三：磨粒流加工
.1将磨料装填至机床下缸；
.2将零件装夹至夹具，并组装好夹具；
.将夹具安装至机床上；
.4设定加工参数：
.5进行磨粒流加工；
.6加工结束后从机床上取下夹具；
.7拆开夹具，从中取出零件；
步骤四：磨料清理
4.1清除零件表面附着的磨料颗粒；
4.2将零件表面磨料油污擦拭干净；
步骤五：零件清洗
将零件表面残存的磨料油污清洗干净；
步骤六：加工后检验
6.1仔细观察零件表面，要求零件表面目视无磨料残留和锈蚀痕迹；
6.2通过检测，要求多余物颗粒直径小于10μm。
所述的步骤.，将夹具安装至机床的上液压缸和下液压缸之间，使得夹具的下压紧盖与下液压缸支撑环接触，然后在夹具上放置磨料，调节上液压缸的高度，使得上液压缸支撑环压紧夹具的上压紧盖。
所述的步骤.4，包括以下参数设置：
①.磨料种类：LV-54；②.机床夹紧力：6-8MPa；
③.磨料单循环流量：100立方英寸；④.磨料挤压力：5～6MPa；
⑤.循环次数：～5次/流道。
所述的步骤4.1，用铜丝刷或者纱布刷清除零件表面附着的磨料颗粒。
所述的步骤4.2，用绸布或者纱布将零件表面磨料油污擦拭干净。
所述的步骤五，用汽油将零件表面残存的磨料油污清洗干净，然后用绸布或者干纱布将零件表面附着的汽油擦拭干净。
所述的步骤6.2，通过扫描电镜和粒子判读计数器检测，要求多余物颗粒直径小于10μm，否则重复步骤三至六。
本发明的显著效果在于：
(1)经扫描电镜和粒子判读计数器专项检测证实，采用本发明方法可以去除长径比≥10的钛合金管件内壁粘附的颗粒直径小于50μm的钛合金细微粉末，消除多余物隐患。
(2)本发明方法采用磨粒流工艺，加工精度高，加工去除量较小，加工均匀性和重复性好，显著地提高了零件的表面质量，去除了零件内部的多余物。
(3)本发明通过夹具的限流、导流优化设计，限制磨料通过非加工区域，磨料挤压磨削仅作用于管件内壁，大大提高了磨粒流加工效率，减小了对管件其他表面的影响。
附图说明
图1为三通零件径向通道右侧加工磨料注入孔的夹具剖面示意图；
图2为三通零件径向通道左侧加工磨料注入孔的夹具剖面示意图；
图3为沿螺栓安装面剖开的夹具剖面示意图。
图中：1-上压紧盖；2-上压紧块；-三通零件；4-下压紧盖；5-螺栓。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-所示的一种夹具，用于夹持长径比≥10的钛合金管件，将其固定在机床上，以进一步去除钛合金管件内壁粘附的细微粉末。所述的夹具包括上压紧盖1、上压紧块2、下压紧盖4以及螺栓5。
所述的上压紧盖1、上压紧块2和下压紧盖4均为圆柱体，其中上压紧盖1和下压紧盖4的外径相同。在上压紧盖1的下底面中心开圆槽，圆槽的直径与上压紧块2的直径相同，圆槽的高度与上压紧块2的高度相同。
所述的上压紧盖1设于下压紧盖4的上方，上压紧块2设于上压紧盖1的圆槽内。上压紧块2与下压紧盖4通过两个螺栓5固定。
在上压紧块2与下压紧盖4相接处沿径向设有管状的径向通道，在下压紧盖4的中心沿轴向设有管状的轴向通道，径向通道与轴向通道连通，用于固定三通零件。所述径向通道和轴向通道的内径分别与三通零件的外径相同。
在上压紧盖1和上压紧块2上沿轴向设有磨料注入孔，磨料注入孔的上方开口位于上压紧盖1的上表面，磨料注入孔的下方开口与三通零件的径向管道连通，磨料通过磨料注入孔流入零件的细长孔内。在磨料注入孔的上方开口处设有孔盖，以防止杂物进入零件的细长孔内。所述的磨料注入孔的下方开口与三通零件的径向管道连通，具体为磨料注入孔的下方开口与三通零件的径向管道左侧开口连通，或者与三通零件的径向管道右侧开口连通。
一种采用所述夹具的钛合金管件内壁细微粉末去除方法，用于去除长径比≥10的钛合金管件内壁粘附的颗粒直径小于50μm的钛合金粉末，包括以下步骤：
步骤一：加工前准备
对工装、磨料进行检查，检查工装是否完好、可靠，磨料是否有效。
步骤二：加工前检验
2.1仔细观察零件表面，要求目视无机械损伤、锈蚀等痕迹；
2.2按照《产品磨粒流工艺状态表》核对零件相关尺寸符合要求。
步骤三：磨粒流加工
.1将10kg磨料装填至机床下缸；
.2将零件装夹至夹具，并组装好夹具；
.将夹具安装至机床的上液压缸和下液压缸之间，使得夹具的下压紧盖4与下液压缸支撑环接触，然后在夹具上放置2～kg磨料，调节上液压缸的高度，使得上液压缸支撑环压紧夹具的上压紧盖1；
.4设定加工参数：
①.磨料种类：LV-54；②.机床夹紧力：6-8MPa；
③.磨料单循环流量：100立方英寸；④.磨料挤压力：5～6MPa；
⑤.循环次数：～5次/流道；
.5进行磨粒流加工；
.6加工结束后从机床上取下夹具；
.7拆开夹具，从中取出零件。
步骤四：磨料清理
4.1用铜丝刷或者纱布刷清除零件表面附着的磨料颗粒；
4.2用绸布或纱布将零件表面磨料油污擦拭干净。
步骤五：零件清洗
5.1用汽油将零件表面残存的磨料油污清洗干净；
5.2用绸布或者干纱布将零件表面附着的汽油擦拭干净。
步骤六：加工后检验
6.1仔细观察零件表面，要求零件表面目视无磨料残留和锈蚀痕迹；
6.2通过扫描电镜和粒子判读计数器检测，要求多余物颗粒直径小于10μm，否则重复步骤三至六。
采用上述方法实现了去除长径比≥10的钛合金材料零件内孔粘附的颗粒直径小于50μm的钛合金粉末，消除了多余物隐患。去除结果经扫描电镜和粒子判读计数器检测，符合要求多余物总量<10μm/m的多余物检测标准，符合设计验收条件。

Claims (10)

1.一种夹具，用于夹持长径比≥10的钛合金管件，将其固定在机床上，其特征在于：包括上压紧盖(1)、上压紧块(2)以及下压紧盖(4)；
所述的上压紧盖(1)、上压紧块(2)和下压紧盖(4)均为圆柱体，其中上压紧盖(1)与下压紧盖(4)的外径相同；
在上压紧盖(1)的下底面中心开圆槽，圆槽的直径与上压紧块(2)的直径相同，圆槽的高度与上压紧块(2)的高度相同；
所述的上压紧盖(1)设于下压紧盖(4)的上方，上压紧块(2)设于上压紧盖(1)的圆槽内；
在上压紧块(2)与下压紧盖(4)相接处沿径向设有管状的径向通道，在下压紧盖(4)的中心沿轴向设有管状的轴向通道，径向通道与轴向通道连通，用于固定三通零件(3)；
所述径向通道和轴向通道的内径分别与三通零件(3)的外径相同；
在上压紧盖(1)和上压紧块(2)上沿轴向设有磨料注入孔，磨料注入孔的上方开口位于上压紧盖(1)的上表面，磨料注入孔的下方开口与三通零件(3)的径向管道连通，磨料通过磨料注入孔流入零件的细长孔内。
2.如权利要求1所述的一种夹具，其特征在于：还包括在磨料注入孔的上方开口处设有孔盖，以防止杂物进入管件的细长孔内。
3.如权利要求2所述的一种夹具，其特征在于：所述的上压紧块(2)与下压紧盖(4)通过两个螺栓(5)固定。
4.一种采用权利要求1～3任一项所述夹具的钛合金管件内壁细微粉末去除方法，用于去除长径比≥10的钛合金管件内壁粘附的颗粒直径小于50μm的钛合金粉末，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：加工前准备
对工装、磨料进行检查，检查工装是否完好、可靠，磨料是否有效；
步骤二：加工前检验
2.1仔细观察零件表面，要求目视无机械损伤、锈蚀痕迹；
2.2按照《产品磨粒流工艺状态表》核对零件相关尺寸符合要求；
步骤三：磨粒流加工
3.1将磨料装填至机床下缸；
3.2将零件装夹至夹具，并组装好夹具；
3.3将夹具安装至机床上；
3.4设定加工参数：
3.5进行磨粒流加工；
3.6加工结束后从机床上取下夹具；
3.7拆开夹具，从中取出零件；
步骤四：磨料清理
4.1清除零件表面附着的磨料颗粒；
4.2将零件表面磨料油污擦拭干净；
步骤五：零件清洗
将零件表面残存的磨料油污清洗干净；
步骤六：加工后检验
6.1仔细观察零件表面，要求零件表面目视无磨料残留和锈蚀痕迹；
6.2通过检测，要求多余物颗粒直径小于10μm。
5.如权利要求4所述的一种钛合金管件内壁细微粉末去除方法，其特征在于：所述的步骤3.3，将夹具安装至机床的上液压缸和下液压缸之间，使得夹具的下压紧盖(4)与下液压缸支撑环接触，然后在夹具上放置磨料，调节上液压缸的高度，使得上液压缸支撑环压紧夹具的上压紧盖(1)。
6.如权利要求5所述的一种钛合金管件内壁细微粉末去除方法，其特征在于：所述的步骤3.4，包括以下参数设置：
①.磨料种类：LV-54；②.机床夹紧力：6-8MPa；
③.磨料单循环流量：100立方英寸；④.磨料挤压力：5～6MPa；
⑤.循环次数：3～5次/流道。
7.如权利要求6所述的一种钛合金管件内壁细微粉末去除方法，其特征在于：所述的步骤4.1，用铜丝刷或者纱布刷清除零件表面附着的磨料颗粒。
8.如权利要求7所述的一种钛合金管件内壁细微粉末去除方法，其特征在于：所述的步骤4.2，用绸布或者纱布将零件表面磨料油污擦拭干净。
9.如权利要求8所述的一种钛合金管件内壁细微粉末去除方法，其特征在于：所述的步骤五，用汽油将零件表面残存的磨料油污清洗干净，然后用绸布或者干纱布将零件表面附着的汽油擦拭干净。
10.如权利要求9所述的一种钛合金管件内壁细微粉末去除方法，其特征在于：所述的步骤6.2，通过扫描电镜和粒子判读计数器检测，要求多余物颗粒直径小于10μm，否则重复步骤三至六。
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