CN109968053A - 一种装卡工装组件及钛合金箔片零件的机加工工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装卡工装组件及钛合金箔片零件的机加工工艺方法,属于钛合金箔片的机加工成形技术领域。该方法将钛合金箔片零件表面清理洁净,找正吸盘位置,打开真空烘干泵,将钛合金箔片零件快速插入吸盘,校准钛合金箔片零件在吸盘内的位置,打开真空泵对吸盘的内部进行抽气,使吸盘的吸力达到0.7Mpa,拿下快速接头,取下吸盘,装卡在车床上并用千分表检查钛合金箔片零件是否存在松动;使用陶瓷车刀对钛合金箔片零件外形进行车加工,分两次车削。本发明采用气压吸附的定位紧固方式,使箔片零件表面均匀受力,达到精确定位,并采用陶瓷车刀,保证少余量精加工过程中表面质量。本发明方法适用于钛合金箔片零件的机加工工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种装卡工装组件及钛合金箔片零件的机加工工艺方法,属于钛合金箔片的机加工成形技术领域。
背景技术
轻量化对于飞行器的装载、运输以及射程、飞行速度等方面均有较大影响。高速率飞行器对材料要求严格,传统镁铝合金零件在高速摩擦产生的高温下极易氧化,通常选用钛合金和高温合金。目前,钛合金波纹管作为进气道连接组件在高速飞行器领域得到广泛应用,其通过箔片扩散连接成形、应力松弛定型后具有良好的刚度。
钛合金机加工过程中,由于钛合金塑性、弹性模量较低,切削过程中刀面应力大,刀具磨损严重;钛合金亲和性强,机加切削过程中容易产生严重的“粘刀”现象。传统的机加工装夹方式多采用卡盘、压板配合紧固螺栓将零件固定在工作台的方式,但此种定位紧固方式对于需要加工内外圆、要求表面平整且变形量极小的箔片类零件并不适用。利用传统装夹定位方式会导致箔片零件表面出现多点凹陷,零件平面度超标、翘曲程度过大、报废率高等问题。
发明内容
为解决传统装夹定位方式不适用于钛合金箔片类零件,其会导致箔片零件表面出现多点凹陷、平面度超标、翘曲程度过大、报废率高等问题,本发明提供了一种装卡工装组件及钛合金箔片零件的机加工工艺方法,该方法可以得到高尺寸精度(±0.01mm)、表面质量达到进行扩散焊接加工要求的产品,采用本加工方法后的箔片产品进行扩散连接的产品整体强度、气密性(6.0Mpa下不发生泄漏)都达到技术要求。采用的技术方案如下:
本发明的目的在于提供一种钛合金箔片零件的机加工工艺方法,该工艺方法按照如下步骤进行:
步骤一:将待加工的钛合金箔片零件表面清理洁净;
步骤二:找正吸盘1位置,打开真空烘干泵2,将待加工的钛合金箔片零件快速插入吸盘1,校准待加工的钛合金箔片零件在吸盘1内的位置,打开真空泵3对吸盘1的内部进行抽气,使吸盘1的吸力达到0.7Mpa,拿下快速接头12,取下吸盘1,装卡在车床上并用千分表检查待加工的钛合金箔片零件是否存在松动;
步骤三:确认待加工的钛合金箔片零件无松动后使用陶瓷车刀对待加工的钛合金箔片零件外形进行车加工,分两次车削,最终获得钛合金箔片零件产品。
进一步地,步骤一是采用丙酮将零件表面清理洁净的。
进一步地,步骤二所述找正吸盘1位置是将吸盘1的定位误差控制在0.01mm以内。
进一步地,步骤二所述校准钛合金箔片零件在吸盘1内的位置是:校准钛合金箔片零件在吸盘1内的位置精度不超过0.02mm。
进一步地,步骤二所述的吸盘1为10KG吸盘。10KG是指吸盘能够产生的最大吸力。
本发明采用10KG吸盘产生的吸力能满足固定零件,进而可以达到0.7Mpa的吸力。
进一步地,所述方法是通过如下装卡工装组件实现的:所述装卡工装组件包括吸盘1,真空烘干泵2和真空泵3;其中:所述吸盘1呈圆柱体形,内部为空腔;所述吸盘1的上顶面设有放气阀11;所述吸盘1侧壁上设有快速管接头12,快速管接头12与吸盘1的内部空腔相连通;所述吸盘1底面设有凹槽13,凹槽13内部设有密封垫圈和多个抽气孔,抽气孔与密封垫圈错开设置;所述吸盘1的快速管接头12通过气管I4与真空烘干泵2连接;所述真空烘干泵2与真空泵3通过气管II5相连。
进一步地,所述凹槽13为圆环形阶梯式凹槽。圆环形阶梯式凹槽内部沿其径向设置两个密封垫圈,两个密封垫圈中间设有四个抽气孔。
本发明还提供了一种用于实现上述方法的装卡工装组件,该所述装卡工装组件包括吸盘1,真空烘干泵2和真空泵3;其中:所述吸盘1呈圆柱体形,内部为空腔;所述吸盘1的上顶面设有放气阀11;所述吸盘1侧壁上设有快速管接头12,快速管接头12与吸盘1的内部空腔相连通;所述吸盘1底面设有凹槽13,凹槽13内部设有密封垫圈和多个抽气孔,抽气孔与密封垫圈错开设置;所述吸盘1的快速管接头12通过气管I4与真空烘干泵2连接;所述真空烘干泵2与真空泵3通过气管II5相连。
进一步地,所述凹槽13为圆环形阶梯式凹槽。圆环形阶梯式凹槽内部沿径向设置两个密封垫圈,两个密封垫圈中间设有四个抽气孔。
本发明有益效果:
本发明针对一种钛合金箔片的机加工提出了高精高效的机加工艺方法,采用气压吸附的定位紧固方式,使箔片零件表面均匀受力,达到精确定位,并采用陶瓷车刀,保证少余量精加工过程中表面质量。该方法可以得到高尺寸精度、表面质量达到进行扩散焊接加工要求的产品。本发明的方法同样适用于应用于飞行器中钛合金V形波纹管中的台阶状箔片的机加成形工艺。本发明方法与传统的装夹定位方式进行对比,有效的避免了由于传统的装夹方式导致的箔片零件表面的多点凹陷,零件的表面质量及平面度明显提高,对产品焊合率进行测量,较传统加工方式,焊合率提高5%,焊缝明显加宽,达到2.5mm-3mm。通过对零件加工质量的测量,发现该方法所得零件尺寸精度高、产品质量可重复性好。综合考虑尺寸精度、表面质量、加工效率等因素,本专利方案在钛合金箔片类零件机加工方面,具有良好的应用前景。
附图说明
图1为钛合金箔片结构零件示意图;
图2为钛合金箔片结构零件局部示意图;
图3为装卡工装组件示意图;
图4为图3中吸盘的仰视图;
图中:1,吸盘;11,放气阀;12,快速管接头;13,凹槽;2,真空烘干泵;3,真空泵;4,气管I;5,气管II。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,但本发明不受实施例的限制。
实施例1:
结合图1-4说明本实施例,本实施例提供了一种装卡工装组件,该所述装卡工装组件包括吸盘1,真空烘干泵2和真空泵3;其中:所述吸盘1呈圆柱体形,内部为空腔;所述吸盘1的上顶面设有放气阀11;所述吸盘1侧壁上设有快速管接头12,快速管接头12与吸盘1的内部空腔相连通;所述吸盘1底面设有凹槽13,凹槽13内部设有密封垫圈和多个抽气孔,抽气孔与密封垫圈错开设置;所述吸盘1的快速管接头12通过气管I4与真空烘干泵2连接;所述真空烘干泵2与真空泵3通过气管II5相连。
本实施例中零件卡在吸盘1的凹槽内,并通过密封垫圈密封,通过抽气孔抽气,起到固定零件的作用。
将吸盘1上的放气阀11打开,零件就能从吸盘1上拿下。
本实施方式中凹槽13可以设计成圆环形阶梯式凹槽,圆环形阶梯式凹槽内部沿其径向设置两个密封垫圈,两个密封垫圈中间设有四个抽气孔,这样就能够使装卡工装组件适用于应用于飞行器中钛合金V形波纹管中的台阶状箔片。凹槽的形状可以根据实际需求进行设计。
一种利用上述装卡工装组件对钛合金箔片零件的机加工工艺方法,该工艺方法按照如下步骤进行:
步骤一:采用丙酮将待加工的钛合金箔片零件表面清理洁净;
步骤二:采用10KG吸盘1,找正吸盘1位置,将吸盘1的定位误差控制在0.01mm以内,打开真空烘干泵2,将待加工的钛合金箔片零件快速插入吸盘1,校准待加工的钛合金箔片零件在吸盘1内的位置精度不超过0.02mm,打开真空泵3对吸盘1的内部进行抽气,使吸盘1的吸力达到0.7Mpa,拿下快速接头12,停止抽气,取下吸盘1,装卡在车床上并用千分表检查待加工的钛合金箔片零件是否存在松动;
步骤三:确认待加工的钛合金箔片零件无松动后使用陶瓷车刀对待加工的钛合金箔片零件外形进行车加工,分两次车削,最终获得钛合金箔片零件产品。
本实施例中采用10KG吸盘产生的吸力能满足固定零件,进而可以达到0.7Mpa的吸力。
本实施例中采用陶瓷车刀能够减少钛粉末粘连。
为说明本发明方法所能够获得的有益效果,对按照本实施例方法获得的钛合金箔片件产品的性能进行测定,并与传统的装夹定位方式进行对比,结果如表1所示:
表1比较结果
由表1可知:本发明相比于传统的装夹定位方式在提高此类钛合金箔片零件的整体加工精度、加工后平面度及表面质量等方面均取得了显著的进步,传统装夹定位方式获得的钛合金箔片件产品扩散连接后的波纹管产品由于加工过程中缺陷及误差累计,整体报废率在25%左右,而本发明的波纹管保证了箔片的表面质量,扩散连接后有效的保证了产品的气密性及屈服强度,报废率刻降低至5%。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做各种改动和修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (9)
1.一种钛合金箔片零件的机加工工艺方法,其特征在于,所述工艺方法按照如下步骤进行:
步骤一:将待加工的钛合金箔片零件表面清理洁净;
步骤二:找正吸盘(1)位置,打开真空烘干泵(2),将待加工的钛合金箔片零件快速插入吸盘(1),校准待加工的钛合金箔片零件在吸盘(1)内的位置,打开真空泵(3)对吸盘(1)的内部进行抽气,使吸盘(1)的吸力达到0.7Mpa,拿下快速接头(12),取下吸盘(1),装卡在车床上并用千分表检查待加工的钛合金箔片零件是否存在松动;
步骤三:确认待加工的钛合金箔片零件无松动后使用陶瓷车刀对待加工的钛合金箔片零件外形进行车加工,分两次车削,最终获得钛合金箔片零件产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤一是采用丙酮将零件表面清理洁净的。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤二所述找正吸盘(1)位置是将吸盘(1)的定位误差控制在0.01mm以内。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤二所述校准钛合金箔片零件在吸盘(1)内的位置是:校准钛合金箔片零件在吸盘(1)内的位置精度不超过0.02mm。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤二所述的吸盘(1)为10KG吸盘。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法是通过如下装卡工装组件实现的:
所述装卡工装组件包括吸盘(1),真空烘干泵(2)和真空泵(3);其中:所述吸盘(1)呈圆柱体形,内部为空腔;所述吸盘(1)的上顶面设有放气阀(11);所述吸盘(1)侧壁上设有快速管接头(12),快速管接头(12)与吸盘(1)的内部空腔相连通;所述吸盘(1)底面设有凹槽(13),凹槽(13)内部设有密封垫圈和多个抽气孔,抽气孔与密封垫圈错开设置;所述吸盘(1)的快速管接头(12)通过气管I(4)与真空烘干泵(2)连接;所述真空烘干泵(2)与真空泵(3)通过气管II(5)相连。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述凹槽(13)为圆环形阶梯式凹槽。
8.一种用于实现权利要求1所述方法的装卡工装组件,其特征在于,所述装卡工装组件包括吸盘(1),真空烘干泵(2)和真空泵(3);其中:所述吸盘(1)呈圆柱体形,内部为空腔;所述吸盘(1)的上顶面设有放气阀(11);所述吸盘(1)侧壁上设有快速管接头(12),快速管接头(12)与吸盘(1)的内部空腔相连通;所述吸盘(1)底面设有凹槽(13),凹槽(13)内部设有密封垫圈和多个抽气孔;抽气孔与密封垫圈错开设置;所述吸盘(1)的快速管接头(12)通过气管I(4)与真空烘干泵(2)连接;所述真空烘干泵(2)与真空泵(3)通过气管II(5)相连。
9.根据权利要求7所述的工装组件,其特征在于,所述凹槽(13)为圆环形阶梯式凹槽。
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