CN110842467A

CN110842467A - 一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法

Info

Publication number: CN110842467A
Application number: CN201911251501.6A
Authority: CN
Inventors: 张亮; 王廷; 刘云宁; 刘冰冰; 孙勇; 初曙光; 金鹏
Original assignee: 703th Research Institute of CSIC
Current assignee: 703th Research Institute of CSIC
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-02-28

Abstract

一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法，本发明属于燃气轮机设计加工领域，具体涉及一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法。本发明是要解决针对薄壁件现有多余孔洞修补方法极易造成已成型结构尺寸变形且不易操作的问题。本发明采用配合圆柱形销钉，通过销钉两端面冲坑的方式进行锁紧，完成对误加工、加工超差孔洞的修补。本发明用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补。

Description

一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法

技术领域

本发明属于燃气轮机设计加工领域，具体涉及一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法。

背景技术

燃气轮机由于其系统复杂，各零部件大多为高精度、加工难度大的构件。薄壁件多为压气机机匣、静叶环、套筒等静子件使用的结构形式，在生产加工阶段，常由于人为操作失误，造成加工超差，安装、定位孔相关结构特征加工错误是比例较高的超差类型之一，如非圆周均布孔角向加工错误、孔的节径尺寸加工错误、孔径公差超差严重等。而且一般情况下，零部件的加工周期较紧，零件毛坯到厂周期长，因此会在尽可能保证产品质量、性能的前提下进行技术补救。

结构件本体的孔洞修补，采用增材方式完成，如选择与本体材料一致的堵头儿进行修补，对于厚度较大的零部件来说，采用焊接修补方式是比较理想的处理措施。但对于薄壁件，如采用焊接修补方式极易造成已成型结构尺寸变形，且对于小孔径的结构，焊接修补也不易操作。因此急需一种操作简易、有效的方法来对多余孔洞进行修补，以便工件的继续加工和使用。

发明内容

本发明是要解决针对薄壁件现有多余孔洞修补方法极易造成已成型结构尺寸变形且不易操作的问题，而提供一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法。

本发明一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法是按以下步骤进行：

一、对待修补薄壁件上的多余孔洞进行实测，获得多余孔洞的实际尺寸，按照实际尺寸设计圆柱形销钉堵头的外径尺寸；

二、将步骤一设计的圆柱形销钉堵头装于待修补薄壁件上的多余孔洞内，对圆柱形销钉堵头的端面或待修补薄壁件的端面进行冲坑，即完成待修补薄壁件的修补。

本发明的有益效果：

本发明仅通过机械加工圆柱销钉堵头、通过堵头本身的微量机械变形最终固定销钉堵头于修补孔洞中。保证堵头儿紧固，同时具备紧固处再加工能力，维持了原结构设计功能。本发明的修补方法均为冷工艺加工，不涉及焊接、热处理等极易导致已成型薄壁件变形的工艺措施；极大地满足了燃气轮机薄壁件多余孔洞加工的超差处理要求，减少构件报废数量，杜绝资源浪费现象，且能保证多层薄壁件原设计间隙，保持功能性。

附图说明

图1为实施例一待修补薄壁件修补的加工示意图；其中1为修补薄壁件，2为圆柱形销钉堵头。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法是按以下步骤进行：

本实施方式只需在冷态对销钉端面或被修补件端面进行冲坑操作，无需通过加热或焊接来实现销钉堵头儿镶嵌后的固定；同时又保证了零部件冷态和运行状态的间隙，能有效维持原始设计功能。

本实施方式固定销钉堵头的方式为微量改变金属变形，以使其固定至被堵孔洞中。

本实施方式中如果多余孔洞位置与设计的位置有交叠，按照此方法修补后的薄壁件能继续在正确的位置加工孔，不会掉出。

本实施方式采用配合圆柱形销钉，通过销钉两端面冲坑的方式进行锁紧，完成对误加工、加工超差孔洞的修补。此修补工艺方法为冷加工工艺，不涉及焊接、热处理等极易引起已成型薄壁件变形的风险及缺陷，且能对修补部位进行再次机械加工，方法简便、有效，适用于2～3层薄壁件组合加工时，能够实现针对直径Φ8mm以下多余孔洞的修复。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述待修补薄壁件的厚度为4～5mm，其工作温度低于200℃。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中所述圆柱形销钉堵头与待修补薄壁件的材质相同。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中所述圆柱形销钉堵头与待修补薄壁件上的多余孔洞在直径方向的配合关系为0.1mm以下的小间隙配合，所述圆柱形销钉堵头与待修补薄壁件上的多余孔洞的长度在轴向方向的配合关系为凹陷或凸出0.10mm以内。其他与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法适用于单层薄壁件的孔洞修补或多层薄壁件叠加装配组合的加工状态。其他与具体实施方式一至四之一相同。

本实施方式能保持原多层薄壁件之间在机组运行时的相互运动，维持设计功能。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法适用于2～3层薄壁件叠加装配组合。其他与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二中所述冲坑所用的工具为通用性钳工用工具。其他与具体实施方式一至六之一相同。

本实施方式无特殊、专用性质，操作简单，通用性强，修补效率高，一般工厂车间钳工均可独立完成。

采用下述实施例验证本发明效果：

实施例一：一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法是按以下步骤进行：

一、对待修补薄壁件1上的多余孔洞进行实测，获得多余孔洞的实际尺寸，按照实际尺寸设计圆柱形销钉堵头2的外径尺寸；

二、将步骤一设计的圆柱形销钉堵头2装于待修补薄壁件1上的多余孔洞内，对圆柱形销钉堵头2的端面或待修补薄壁件1的端面进行冲坑，即完成待修补薄壁件的修补。

其中圆柱形销钉堵头的外径尺寸，保证其与修补孔配合关系为直径方向小间隙0.10mm以内，轴向方向与待修补孔洞长度保持一致或突出0.10mm以内，圆柱形销钉堵头的材料选择与待修补薄壁件的材质相同。

通过冲坑使圆柱销孔发生微量机械变形，在圆柱销钉两端面分别进行对称冲坑，且每个端面孔位均布。

冲坑孔型角度60°，深度h、直径d等参数按下表参考执行。

序号	销钉直径/mm	h/mm	d/mm
				1	0.0～1.0	0.15～0.3	0.3
2	1.6～3.0	0.4～0.7	0.5
				3	4.0～5.0	0.8～1.1	0.8
4	6.0～8.0	1.2～2.2	1.5

完成修补销钉的冲坑锁紧后，可继续进行零组件整体的下一步加工。

Claims

1.一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法，其特征在于适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法是按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法，其特征在于步骤一中所述待修补薄壁件的厚度为4～5mm，其工作温度低于200℃。

3.根据权利要求1所述的一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法，其特征在于步骤一中所述圆柱形销钉堵头与待修补薄壁件的材质相同。

4.根据权利要求1所述的一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法，其特征在于步骤一中所述圆柱形销钉堵头与待修补薄壁件上的多余孔洞在直径方向的配合关系为0.1mm以下的小间隙配合，所述圆柱形销钉堵头与待修补薄壁件上的多余孔洞的长度在轴向方向的配合关系为凹陷或凸出0.10mm以内。

5.根据权利要求1所述的一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法，其特征在于所述一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法适用于单层薄壁件的孔洞修补或多层薄壁件叠加装配组合的加工状态。

6.根据权利要求5所述的一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法，其特征在于所述一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法适用于2～3层薄壁件叠加装配组合。

7.根据权利要求1所述的一种适用于燃气轮机钢制薄壁零件孔洞修补冷加工方法，其特征在于步骤二中所述冲坑所用的工具为通用性钳工用工具。