CN107984165B - 大型风洞压缩机机壳加工方法 - Google Patents

大型风洞压缩机机壳加工方法 Download PDF

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    • F04D29/4206Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps

Abstract

本发明公开了一种大型风洞压缩机机壳加工方法,包括:对机壳上预加工位置进行划线;以划线为基准,对机壳进行粗加工;以划线为基准,对机壳进行半精加工;以划线为基准,对机壳进行精加工;所述对机壳进行粗加工包括:粗铣上机壳、下机壳中分面;粗钻所述上机壳、所述下机壳中分面把合孔;粗铣所述下机壳安装支座底平面;分别粗车所述上机壳、所述下机壳两端面;对所述上机壳、所述下机壳进行消应力处理。所述方法通过粗加工、半精加工及精加工,分步去除工件余量,避免大量连续机械加工过程产生机加应力产生变形,最终加工形成符合设计及工艺要求的大型风洞压缩机机壳。

Description

大型风洞压缩机机壳加工方法
技术领域
本发明涉及压缩机机壳加工方法,尤其涉及一种大型风洞压缩机机壳加工方法。
背景技术
大型风洞压缩机组,特别是用于大型飞机模拟飞行的实验设备的风洞压缩机机组其机壳最大外形尺寸超过9000mm的大型薄壁焊接结构件,在加工过程中存在极大的变形(焊接变形、装卡变形、加工变形等)问题,同时也受到龙门铣横梁提升高度的限制,及镗床回转工作台大小及承重的限制。其结构超过大型普通通风机,但在设计及制造精度上完全执行了离心压缩机的设计精度要求。因此,无法按照传统的通风机加工方法及普通离心压缩机加工方法完成本风洞压缩机机壳的全部加工。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本发明提出一种大型风洞压缩机机壳加工方法。
所述大型风洞压缩机机壳加工方法,包括:
对机壳上预加工位置进行划线;
以划线为基准,对机壳进行粗加工;
以划线为基准,对机壳进行半精加工;
以划线为基准,对机壳进行精加工;
所述对机壳进行粗加工包括:
粗铣上机壳、下机壳中分面;
粗钻所述上机壳、所述下机壳中分面把合孔;
粗铣所述下机壳安装支座底平面;
分别粗车所述上机壳、所述下机壳两端面;
对所述上机壳、所述下机壳进行消应力处理。
进一步地,所述对机壳上预加工位置进行划线包括:
划所述上机壳、所述下机壳中分面加工线;
划所述下机壳安装支座底平面加工线;
分别划所述上机壳、所述下机壳的两端面加工线;
和/或;
划所述上机壳和所述下机对正线;
和/或;
划所述上机壳和所述下机壳中分面把合孔加工线。
进一步地,在粗铣所述上机壳、所述下机壳中分面时,单边留≥7mm的余量,粗糙度达Ra=3.2;
和/或;
在粗铣所述下机壳安装支座底平面时,留≥7mm的余量;
和/或;
在粗钻所述上机壳、所述下机壳中分面把合孔时,按把合孔设计尺寸小两档加工;
和/或;
分别粗车所述上机壳、所述下机壳两端面各边留≥7mm的余量;
所述对机壳进行粗加工还包括:
粗车内孔单边留7mm的余量;
粗车大外圆单边留≥14mm的余量。
进一步地,所述对机壳进行半精加工包括:
粗铣所述上机壳、所述下机壳中分面留≥2mm的余量,粗糙度达Ra=3.2;
粗铣所述下机壳安装支座底平面留≥2mm的余量;
扩钻所述上机壳、所述下机壳中分面把合孔,按把合孔设计尺寸小一档加工。
进一步地,所述对机壳上预加工位置进行划线还包括:
划端面法兰上各孔加工线;
对应地,所述对机壳进行半精加工还包括:
以所述端面法兰上各孔加工线为基准,粗钻所述端面法兰上各孔,按设计尺寸小一档加工。
进一步地,所述对机壳进行半精加工还包括:
铣支腿上轴向通孔、及所述该孔圆周各把合孔。
进一步地,所述对机壳进行半精加工还包括:
分别半精车所述上机壳、所述下机壳两端面法兰的端面,单边留≥3mm的余量;
半精车内孔单边留≥3mm的余量;
半精车大外圆单边留≥6mm的余量。
进一步地,所述以划线为基准,在大型龙门铣床及车床上对机壳进行精加工包括:
精铣所述上机壳、所述下机壳中分面达样图尺寸;
扩钻所述上机壳、所述下机壳中分面把合孔,锪平座;
加工所述上机壳、所述下机壳中分面导杆孔、螺孔、顶丝孔,锪平座;
精铣所述下机壳安装支座底平面达图纸要求;
通过车用工装,将机壳的端面法兰与工作平台固定,打表找正,顶表装卡,且不许卡压变形,精车各部达图样要求;
钻铣所述端面法兰上各孔达图纸尺寸,锪平座;
钻轴承支撑座端面各螺孔底孔,攻螺纹。
进一步地,所述以划线为基准,在大型龙门铣床及镗床上对机壳进行精加工还包括:
精铣所述上机壳中分面密封压槽并钻攻螺孔;
精铣所述下机壳中分面密封槽;
镗径向级间测压孔;
支腿上定位槽;
镗所述支腿底板上各孔;
镗所述上机壳、所述下机壳测温孔。
进一步地,所述车用工装包括法兰环和连接在所述法兰环内侧的多个支撑杆;所述法兰环外侧固定连接有多个压板;
所述法兰环上开设有多个第一螺孔,用于通过螺栓将所述车用工装与所述机壳的端面法兰固定连接;
多个所述压板上分别开设有第二螺栓孔,用于通过螺栓将所述车用工装与机床工作平台固定连接。
本发明所述的大型风洞压缩机机壳加工方法,将工件加工分为粗加工、半精加工及精加工三部分,分步去除工件余量,避免大量连续机械加工过程产生机加应力产生变形;在粗加工后安排消应力工序,经过热处理工序消除粗加工后产生的机加应力及残余的焊接应力,降低工件变形情况;并且在精加工过程中,使用大型车用工装,并全程采取顶表装卡的装卡方法,控制工件在找正、装卡过程中因为移动推挤工件找正及找正后过度固定卡压出现的变形。
附图说明
当结合附图考虑时,通过参照下面的详细描述,能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点,但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,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,如图其中:
图1为本发明实施例所述机壳主视图;
图2为本发明实施例所述机壳侧视图;
图3为图1中沿C-C的向视图;
图4为本发明实施例所述车用工装主视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图,对本发明所述的大型风洞压缩机机壳加工方法的具体实施方式进行说明。
本实施例所述的大型风洞压缩机机壳加工方法,包括如下步骤:
(1)对机壳上预加工位置进行划线;
如图1所示,由于零部件尺寸超大,利用大型龙门铣床工作平台并利用设备协助划线,检查各部尺寸,保证各部加工余量,以端法兰内孔不加工面为基准,对机壳上预加工位置进行划线,具体地,划上机壳100、下机壳200中分面加工线1;划下机壳200安装支座底平面加工线2。
如图2所示,分别划上机壳100、下机壳200的两端面加工线,所述上机壳100的两端面包括:一侧的第一端面31和突出第一端面31的第二端面32,另一侧的第三端面33和突出第三端面33的第四端面34;所述下机壳200的两端面包括:一侧的第五端面51和突出第五端面51的第六端面52,另一侧的第七端面53和突出第七端面53的第八端面54。
优选地,所述划线步骤还包括,
(2)以划线为基准,对机壳进行粗加工
优选地,以划线为基准,在大型龙门铣床及车床上对机壳进行粗加工;
以上述步骤所划线为基准,按线找正,顶表装夹,装夹不许变形,粗铣上机壳100、下机壳200中分面,优选地,在粗铣上机壳100、下机壳200中分面时,单边留7mm的余量,粗糙度达Ra=3.2;粗铣下机壳200安装支座底平面;优选地,在粗铣下机壳200安装支座底平面时,留7mm的余量;
在铣出中分面和安装支座底平面后,检查加工是否满足上述工艺要求;
优选地,在铣出中分面后,如图1所示,划上机壳100和下机壳200的对正线4,对正线4为机壳圆周环线;如图3所示,划上机壳100和下机壳200中分面把合孔加工线6,并粗钻上机壳100、下机壳200中分面把合孔,优选地,为保证机壳中分面孔的位置度,通过龙门铣对中分面螺栓孔进行粗加工,在粗钻上机壳100、下机壳200中分面把合孔时,按把合孔设计尺寸小两档加工;
在中分面把合孔粗钻出后,清理飞边毛刺,上下机壳对正线4对齐,把合中分面。
分别粗车上机壳100、下机壳200两端面,优选地,如图1所示,以端面法兰7的内孔71不加工面为基准,找正,装卡工件:顶表装夹,装夹不许形变,分别粗车上机壳100、下机壳200两端面,各边留7mm的余量;粗车内孔71,单边留7mm的余量;粗车大外圆8,单边留14mm的余量,在粗车时,各单边留有上述尺寸的余量,既保证机壳初步加工成型,以便于验证机壳结构设计是否合理;同时也保留有足够的余量,在校检时,若发现加工错误或结构设计有不合理之处,也便于进一步调整再加工。
对粗车后的上机壳100、下机壳200进行消应力、喷砂、清洁整形及涂漆处理。
(3)以划线为基准,对机壳进行半精加工
优选地,以划线为基准,在大型龙门铣床及车床上对机壳进行半精加工;
参考上述划线步骤,利用大型龙门铣床工作台,并利用设备协助划线,检查各部尺寸,保证各部加工余量,以端面法兰内孔71不加工面为基准,对粗加工后的机壳进行划线。
按线找正,顶表装夹,装夹不许变形,粗铣上机壳100、下机壳200中分面,留2mm的余量,粗糙度达Ra=3.2;粗铣下机壳200安装支座底平面留2mm的余量;上述余量是在半精加工过程中,机壳加工成型与校检需修改时,实际验证得到的较优余量值。扩钻上机壳100、下机壳200中分面把合孔,按把合孔设计尺寸小一档加工。
优选地,在本半精加工时,对机壳上预加工位置进行划线还包括:划端面法兰上各孔(图中未示出,为本领域所熟知)加工线;对应地,对机壳进行半精加工还包括:以端面法兰上各孔加工线为基准,粗钻端面法兰上各孔,按设计尺寸小一档加工。
再优选地,对机壳进行半精加工还包括:如图1所示,铣支腿处轴向通孔9、及该孔9圆周各把合孔。
加工完成后,检查加工是否符合上述工艺要求,若符合,则清理飞边毛刺,按线对正,把合中分面;对机壳进行进一步半精车:
分别半精车上机壳100、下机壳200两端面法兰的端面,单边留3mm的余量;粗车内孔71,单边留3mm的余量;粗车大外圆8,单边留6mm的余量;上述余量值是在半精车加工后,既能够保证机壳加工的形态符合程度,也便于后期校检修改
加工完成后,检查加工是否符合上述工艺要求,若符合,则拆开上下机壳。
(4)以划线为基准,对机壳进行精加工,
优选地,以划线为基准,在大型龙门铣床及车床上对机壳进行精加工;
将经过上述步骤半精加工后的机壳,进行检查、补充划线,在铣床上顶表装夹,加紧工件且不容许出现卡压变形;
精铣上机壳100、下机壳200中分面达样图尺寸;按照设计图中的尺寸及位置要求扩钻上机壳100、下机壳200中分面把合孔,锪平座;按照设计图中的尺寸及位置要求加工上机壳100、下机壳200中分面导杆孔、螺孔、顶丝孔(导杆孔、螺孔、顶丝孔为本领域熟知,图中为示出),锪平座;精铣下机壳200安装支座底平面达图纸要求;配钻、铰上下机壳定位销孔。
打紧定位销,通过车用工装,将机壳的端面法兰与工作平台固定,打表找正,顶表装夹,且不许卡压变形,精车各部达图样要求;
如图4所示,所述车用工装包括法兰环10和连接在法兰环内侧的多个支撑杆11,多个支撑杆11连接构成米字型支撑架;法兰环10外侧固定连接有多个压板12;法兰环10上开设有多个第一螺孔101,用于通过螺栓将车用工装与机壳的端面法兰固定连接;多个压板12上分别开设有第二螺栓孔,用于通过螺栓将车用工装与机床工作平台固定连接。
首先将车用工装与机壳连接,在找正过程中,均通过推动车用工装完成找正。由于机壳结构单薄,如果直接推挤机壳找正,会导致机壳产生变形,因此使用工装(找正时,最好推动工装中的米字支撑结构),避免机壳变形。找正后,将机壳通过车用工装固定在工作平台上后,利用车用工装辅助加工上机壳100及下机壳200两侧端面上的止口及其他部件,所述止口的尺寸精度和形位公差要求比较高,所以使用车用工装辅助加工,保证以上精度。
在大型龙门铣床上钻铣端面法兰上各孔(本领域所熟知,图中为标出)达图纸尺寸,锪平座;如图2,图3所示,钻轴承支撑座13端面各螺孔底孔,攻螺纹(本领域所熟知,图中为标出)。
优选地,对机壳进行精加工还包括:铣上机壳100分面密封压槽并钻攻螺孔;铣下机壳200中分面密封槽;镗径向级间测压孔;支腿上定位槽;镗支腿底板上各孔;镗上机壳100、下机壳200测温孔,上述所述各结构均为本领域所熟知,所以图中为示出。
加工完成后,检查精加工是否符合上述工艺要求,清理机壳机壳,修飞边,去除毛刺,再次依照设计图和工艺要求,进行综合检查加工是否符合要求。
如上,对本发明的实施例进行了详细地说明,显然,只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形,也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大型风洞压缩机机壳加工方法,其特征在于,包括:
对机壳上预加工位置进行划线;
以划线为基准,对机壳进行粗加工;
以划线为基准,对机壳进行半精加工;
以划线为基准,对机壳进行精加工;
所述对机壳进行粗加工包括:
粗铣上机壳、下机壳中分面;
粗钻所述上机壳、所述下机壳中分面把合孔;
粗铣所述下机壳安装支座底平面;
分别粗车所述上机壳、所述下机壳两端面;
对所述上机壳、所述下机壳进行消应力处理;
所述对机壳进行精加工包括:
精铣所述上机壳、所述下机壳中分面达样图尺寸;
扩钻所述上机壳、所述下机壳中分面把合孔,锪平座;
加工所述上机壳、所述下机壳中分面导杆孔、螺孔、顶丝孔,锪平座;
精铣所述下机壳安装支座底平面达图纸要求;
按图配钻、铰上下机壳定位销孔;
打紧定位销,通过米字型支撑架的车用工装,将机壳的端面法兰与工作平台固定,打表找正,顶表装卡,不许卡压变形,精车各部达图样要求;
钻铣所述端面法兰上各孔达图纸尺寸,锪平座;
钻轴承支撑座端面各螺孔底孔,攻螺纹;
所述车用工装包括法兰环和连接在所述法兰环内侧的多个支撑杆;所述法兰环外侧固定连接有多个压板;所述法兰环上开设有多个第一螺孔,用于通过螺栓将所述车用工装与所述机壳的端面法兰固定连接;多个所述压板上分别开设有第二螺栓孔,用于通过螺栓将所述车用工装与机床工作平台固定连接。
2.根据权利要求1所述的大型风洞压缩机机壳加工方法,其特征在于,所述对机壳上预加工位置进行划线包括:
划所述上机壳、所述下机壳中分面加工线;
划所述下机壳安装支座底平面加工线;
分别划所述上机壳、所述下机壳的两端面加工线;
和/或;
划所述上机壳和所述下机壳对正线;
和/或;
划所述上机壳和所述下机壳中分面把合孔加工线。
3.根据权利要求1或2所述的大型风洞压缩机机壳加工方法,其特征在于,在粗铣所述上机壳、所述下机壳中分面时,单边留≥7mm的余量;
和/或;
在粗铣所述下机壳安装支座底平面时,留≥7mm的余量;
和/或;
在粗钻所述上机壳、所述下机壳中分面把合孔时,按把合孔设计尺寸小两档加工;
和/或;
分别粗车所述上机壳、所述下机壳两端面各边留≥7mm的余量;
所述对机壳进行粗加工还包括:
粗车内孔单边留≥7mm的余量;
粗车大外圆单边留≥14mm的余量。
4.根据权利要求3所述的大型风洞压缩机机壳加工方法,其特征在于,所述对机壳进行半精加工包括:
粗铣所述上机壳、所述下机壳中分面留≥2mm的余量;
粗铣所述下机壳安装支座底平面留≥2mm的余量;
扩钻所述上机壳、所述下机壳中分面把合孔,按把合孔设计尺寸小一档加工。
5.根据权利要求4所述的大型风洞压缩机机壳加工方法,其特征在于,所述对机壳上预加工位置进行划线还包括:
划端面法兰上各孔加工线;
对应地,所述对机壳进行半精加工还包括:
以所述端面法兰上各孔加工线为基准,粗钻所述端面法兰上各孔,按设计尺寸小一档加工。
6.根据权利要求5所述的大型风洞压缩机机壳加工方法,其特征在于,所述对机壳进行半精加工还包括:
铣支腿上轴向通孔、及所述轴向通孔圆周各把合孔。
7.根据权利要求6所述的大型风洞压缩机机壳加工方法,其特征在于,所述对机壳进行半精加工还包括:
分别半精车所述上机壳、所述下机壳两端面法兰的端面,单边留≥3mm的余量;
半精车内孔单边留≥3mm的余量;
半精车大外圆单边留≥6mm的余量。
8.根据权利要求1所述的大型风洞压缩机机壳加工方法,其特征在于,所述以划线为基准,对机壳进行精加工还包括:
精铣所述上机壳中分面密封压槽并钻攻螺孔;
精铣所述下机壳中分面密封槽;
镗径向级间测压孔;
支腿上定位槽;
镗所述支腿底板上各孔;
镗所述上机壳、所述下机壳测温孔。
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