CN114952180B - 一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法及其应用，涉及真空钎焊技术领域，具体包括：对刀具、夹具、薄壁零件进行预处理，然后在数控车上安装刀具，并且用夹具固定装夹薄壁零件，再将数控车润滑系统供油量调至最小，然后通过数控编程、自动控制的方式采用稳定匀速的程序对组件进行稳定的碾压，再对碾压校形后的薄壁零件进行后处理；本发明整体工艺设计合理，能够有效地解决焊接后的薄壁零件外径和内孔变形成锥面的问题；且整体工艺简单，采用自动化流程能够有效地解决现有技术中需要手工打磨挤压校形后薄壁零件外壁的夹痕造成的效率低下的问题，因此本发明更适合大量推广。

Description

一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法及其应用

技术领域

本发明涉及真空钎焊技术领域，具体涉及一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法及其应用。

背景技术

4J29合金又称可伐合金。该合金在20~450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数，居里点较高，并具有良好的低温组织稳定性。合金的氧化膜致密，能很好地被玻璃浸润。且不与汞发生反应，适合在含汞放电的仪表中使用，是电真空器件主要密封结构应用的材料。

该材料具有良好的冷、热加工性能，可制成各种复杂形状的零件。但应避免在含硫的气氛中加热。该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等方法与铜、钢、镍等金属焊接、当合金中锆含量大于0.06%时，将影响板材的氩弧焊焊接质量，甚至使焊缝开裂，焊接时应清洗干净，随后进行高温湿氢处理、预氧化处理。该材质的零件在机加工过程都已经进行高温热处理，防止应力变形造成的零件形位状态，机加工后焊接面的平面度以及焊接面都经过严格的表面处理，以保证良好的焊接性能。

目前医疗CT球管领域也在应用玻璃封接的连接方式，主要是确保封接后保证壳体内腔的真空度，不能有漏气现象，通常是以不锈钢和可伐、无氧铜与可伐焊接的比较多，且焊接面积很窄，可伐零件本身壁厚在0.6~1mm左右，加工完后与其他材质焊接，焊接温度通常在800℃以上，这样对于可伐零件在高温下会有变形扭曲现象，且与其它材质的零件在焊接完冷却过程存在拉应力，导致可伐薄壁件变形严重，这对于后期与玻璃和其它零件装配都存在干涉，不能满足装配或焊接要求。

由于可伐零件焊接后在组件上尺寸要求很高，内径尺寸必须保证在φ133.2+0.10公差范围内，深度基本都在10mm左右，表面不允许有划痕和磕碰伤，且整个组件也都是薄壁件。现有技术中焊接后的组件可伐外径和内孔变形成锥面通过其它手段无法控制该零件焊后的变形，该处变形对使用造成很大影响无法使用；且前期采用数控车卡盘车制与可伐外径相配合的尺寸，将需要校形的区域段装在卡盘上，利用液压将其挤压，这种方法会在可伐边缘有最少三处夹痕，外观看起来不是很美观，影响使用；后期还存在通过在卡盘上挤压校形后外径的夹痕需要人工进行手工打磨，效率低，且对组件容易造成表面划痕，打磨后的灰尘颗粒容易藏在拐角处不好清理等众多问题。

而对于焊接后变形和失圆尝试对整个产品加工工艺进行做了各种验证：通过调整壁厚，焊接完后再加工的方法，但到成品后再加工的方法不可行，主要原因是产品的装夹，防护都有很大的障碍；在焊接过程装一个防止变形的工装，工装采用内外径限位的方法，保证焊接过程变形受约束，不让其变形，但是最后焊接工作完成后薄壁零件的可伐壁会与工装卡死，贴合的很紧，工装拆卸很困难，用物理方法会对内孔表面造成拉毛。

因此，现亟需一种有效地方法来保证可伐组件焊接后可伐处尺寸和形位不发生变化以满足使用要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法。

本发明的技术方案为：一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，具体包括：

S1：预处理

首先对刀具、夹具进行清洗，然后对薄壁零件焊点处进行打磨，再对打磨后的薄壁零件利用保鲜膜进行包覆；

S2：安装

在数控车上安装刀具，并且用夹具固定装夹保鲜膜包覆后的薄壁零件；

S3：设备调控

将数控车润滑系统供油量调至最小；

S4：碾压校形

通过数控编程、自动控制的方式采用稳定匀速的程序对薄壁零件进行稳定的碾压校形，直至碾压面校形至直线段；

所述碾压校形的参数为：直径单边进给量范围为0.05~0.06mm/rm、切削速度范围为150~180r/min、切削深度单边范围为0.05~0.06mm、内方向进给量范围为7.0~7.5mm/min、线速度范围为60~65m/min；

S5：后处理

去掉包覆在薄壁零件上的保鲜膜，并在450～600℃条件下进行热处理10~25min，以去除碾压校形过程中遗留的残余应力；然后对薄壁零件进行清洗。

进一步地，步骤S1所述刀具包括上端能够安装在数控车上的夹持刀杆以及安装在所述夹持刀杆底部的碾压轮。

进一步地，所述碾压轮采用滚珠轴承。

更进一步地，所述滚珠轴承具体为φ19的滚珠轴承。

进一步地，所述碾压轮在对薄壁零件进行碾压校形时，薄壁零件与碾压轮同步旋转；利用滚轮与被校形的部件进行同步旋转，使可伐零件壁薄的一面在受外力的作用下进行受约束的变形，最终达到理想的状态和尺寸要求。

进一步地，步骤S1所述夹具包括能够安装在数控车上的三爪以及三个分别一一对应安装在三爪上的专用夹持包爪；所述专用夹持包爪纵截面为L型且三个所述专用夹持包爪构成筒状结构；其中任意两个相邻的专用夹持包爪相互靠近的一侧上均设置有让位窗口，两个所述让位窗口构成窗口让位区域。

进一步地，步骤S2所述数控车为未加冷却用切削液的数控车。

进一步地，步骤S4所述碾压校形的参数具体为：直径单边进给量为0.05mm/rm、切削速度为150r/min、切削深度单边为0.05mm、内方向进给量为7.5mm/min、线速度为62m/min；校形的进给量根据实际变形量决定，变形量越大，校形循环次数越多，校形效率越低，同时薄壁零件在校形过程中的变形和应力释放越严重，但校形后的形位精度和尺寸越高；因此采用合理的参数能够有效地保证薄壁零件变形后满足使用要求。

进一步地，步骤S5所述清洗具体为：在超声波清洗槽内对碾压校形后的薄壁零件进行清洗以去除薄壁零件表面的污渍；能够对薄壁零件表面的油渍等颗粒物利用超声波清洗进行充分清洗。

进一步地，本发明还公开了将上述一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法的应用，将所述方法应用于CT球管金属壳体的校形。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明整体工艺设计合理，能够有效地解决焊接后的薄壁零件外径和内孔变形成锥面的问题；本发明利用碾压轮与被校形的组件进行同步旋转，使薄壁零件的一面在受外力的作用下进行再变形，这种变形是有约束性的，在这种约束的作用下进行受约束的变形，最终达到理想的状态和尺寸要求；

2、由于本发明的校形方法可有效地代替传统的机械加工切削，能够用于对焊接后的薄壁零件进行校形处理，能够满足薄壁零件可伐处的尺寸和形位不发生变化，并且整个工艺过程不会有切削产生的铁屑及杂质，对真空钎焊后的薄壁零件不会造成二次伤害和损坏；

3、本发明方法整体工艺简单，采用自动化流程能够有效地解决现有技术中需要手工打磨挤压校形后薄壁零件外壁的夹痕造成的效率低下的问题，因此本发明更适合大量推广。

附图说明

图1是本发明刀具的结构示意图；

图2是本发明夹具的结构示意图；

其中，1-刀具、11-夹持刀杆、12-碾压轮、2-夹具、21-三爪、22-专用夹持包爪、220-让位窗口。

具体实施方式

实施例1

一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，具体包括：

S1：预处理

首先在超声波清洗槽内对刀具1、夹具2进行清洗，以去除刀具1、夹具2表面的污渍，然后对薄壁零件焊点处进行打磨，再对打磨后的薄壁零件利用保鲜膜进行包覆；其中，保鲜膜采用厚度为0.01mm的塑料包装薄膜，且包覆缠绕至薄壁零件外壁形成厚度为0.5mm的薄膜层；

S2：安装

在未加冷却用切削液的数控车上安装刀具1，并且用夹具2固定装夹薄壁零件；

如图1所示，刀具1包括上端能够安装在数控车上的夹持刀杆11以及安装在夹持刀杆11底部的碾压轮12；碾压轮12采用φ19的滚珠轴承；

如图2所示，夹具2包括能够安装在数控车上的三爪21以及三个分别一一对应安装在三爪21上的专用夹持包爪22；专用夹持包爪22纵截面为L型且三个专用夹持包爪22构成筒状结构；其中任意两个相邻的专用夹持包爪22相互靠近的一侧上均设置有让位窗口220，两个让位窗口220构成窗口让位区域；

S3：设备调控

将数控车润滑系统供油量调至最小；

S4：碾压校形

通过数控编程、自动控制的方式采用稳定匀速的程序对薄壁零件进行稳定的碾压校形，直至碾压面校形至直线段；其中，碾压轮12在对薄壁零件进行碾压校形时，薄壁零件与碾压轮12同步旋转；

碾压校形的参数为：直径单边进给量范围为0.05mm/rm、切削速度范围为150r/min、切削深度单边范围为0.05mm、内方向进给量范围为7.0mm/min、线速度范围为60m/min；

S5：后处理

去掉包覆在薄壁零件上的保鲜膜，并在450℃条件下进行热处理25min，以去除碾压校形过程中遗留的残余应力；然后在超声波清洗槽内对薄壁零件进行清洗以去除薄壁零件表面的污渍。

本实施例方法应用于CT球管金属壳体的校形。

实施例2

本实施例与实施例1的区别之处在于：

步骤S1中，保鲜膜采用厚度为0.02mm的塑料包装薄膜，且包覆缠绕至薄壁零件外壁形成厚度为0.8mm的薄膜层；

步骤S4中，碾压校形的参数为：直径单边进给量范围为0.06mm/rm、切削速度范围为160r/min、切削深度单边范围为0.05mm、内方向进给量范围为7.3mm/min、线速度范围为63m/min；

步骤S5中，在500℃条件下进行热处理20min。

本实施例方法应用于CT球管金属壳体以及对于表面要求较高和形位公差严格的任意零部件的校形。

实施例3

本实施例与实施例1的区别之处在于：

步骤S1中，保鲜膜采用厚度为0.02mm的塑料包装薄膜，且包覆缠绕至薄壁零件外壁形成厚度为1mm的薄膜层；

步骤S4中，碾压校形的参数为：直径单边进给量范围为0.06mm/rm、切削速度范围为180r/min、切削深度单边范围为0.06mm、内方向进给量范围为7.5mm/min、线速度范围为65m/min；

步骤S5中，在600℃条件下进行热处理10min。

本实施例方法应用于CT球管金属壳体以及对于表面要求较高和形位公差严格的任意零部件的校形。

实施例4

本实施例与实施例1的区别之处在于：

步骤S1中，保鲜膜采用厚度为0.01mm的塑料包装薄膜，且包覆缠绕至薄壁零件外壁形成厚度为0.8mm的薄膜层；

步骤S4中，碾压校形的参数为：通过数控编程、自动控制的方式设置直径单边进给量为0.05mm/rm、切削速度为150r/min、切削深度单边为0.05mm、内方向进给量为7.5mm/min、线速度为62m/min；

步骤S5中，并在450℃条件下进行热处理25min，以去除碾压校形过程中遗留的残余应力；然后在超声波清洗槽内对薄壁零件进行清洗以去除薄壁零件表面的污渍。

将本实施例的方法应用于CT球管金属壳体与其它零件氩弧焊边的校形以及对于表面要求较高和形位公差严格的任意零部件的校形。

Claims (10)

1.一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，其特征在于，具体包括：

S1：预处理

首先对刀具(1)、夹具(2)进行清洗，然后对薄壁零件焊点处进行打磨，再对打磨后的薄壁零件利用保鲜膜进行包覆；

S2：安装

在数控车上安装刀具(1)，并且用夹具(2)固定装夹保鲜膜包覆后的薄壁零件；

S3：设备调控

将数控车润滑系统供油量调至最小；

S4：碾压校形

通过数控编程、自动控制的方式采用稳定匀速的程序对薄壁零件进行稳定的碾压校形，直至碾压面校形至直线段；

所述碾压校形的参数为：直径单边进给量范围为0.05～0.06mm/r、切削速度范围为150～180r/min、切削深度单边范围为0.05～0.06mm、内方向进给量范围为7.0～7.5mm/min、线速度范围为60～65m/min；

S5：后处理

去掉包覆在薄壁零件上的保鲜膜，并在450～600℃条件下进行热处理10～25min，以去除碾压校形过程中遗留的残余应力；然后对薄壁零件进行清洗。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，其特征在于，步骤S1所述刀具(1)包括上端能够安装在数控车上的夹持刀杆(11)以及安装在所述夹持刀杆(11)底部的碾压轮(12)。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，其特征在于，所述碾压轮(12)采用滚珠轴承。

4.根据权利要求3所述的一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，其特征在于，所述滚珠轴承具体为

的滚珠轴承。

5.根据权利要求3所述的一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，其特征在于，所述碾压轮(12)在对薄壁零件进行碾压校形时，薄壁零件与碾压轮(12)同步旋转。

6.根据权利要求1所述的一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，其特征在于，步骤S1所述夹具(2)包括能够安装在数控车上的三爪(21)以及三个分别一一对应安装在三爪(21)上的专用夹持包爪(22)；所述专用夹持包爪(22)纵截面为L型且三个所述专用夹持包爪(22)构成筒状结构；其中任意两个相邻的专用夹持包爪(22)相互靠近的一侧上均设置有让位窗口(220)，两个所述让位窗口(220)构成窗口让位区域。

7.根据权利要求1所述的一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，其特征在于，步骤S2所述数控车为未加冷却用切削液的数控车。

8.根据权利要求1所述的一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，其特征在于，步骤S4所述碾压校形的参数具体为：直径单边进给量为0.05mm/r、切削速度为150r/min、切削深度单边为0.05mm、内方向进给量为7.5mm/min、线速度为62m/min。

9.根据权利要求1所述的一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法，其特征在于，步骤S5所述清洗具体为：在超声波清洗槽内对碾压校形后的薄壁零件进行清洗以去除薄壁零件表面的污渍。

10.根据权利要求1所述的一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法的应用，其特征在于，将所述校形方法应用于CT球管金属壳体的校形。

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