[發明專利]一種發動機進氣道的制造方法

有效

• 申請號: 201310587087.2
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103639649A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 華小渝;袁永瑞;張立武;余大兵;王常建;魏和平;李有春;符建鋒;劉維剛;秦占領;焦永靈;張萍;馮越;安宏慶;郭紅霞
• 申請（專利權）人: 西安航天動力機械廠
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明涉及發動機制造領域，具體是一種發動機進氣道的制造方法。?

背景技術

某發動機進氣道是該發動機的重要部件，為發動機提供所需的空氣流量，保證輸出氣流的品質。該發動機進氣道是采用鈦合金加工而成的殼體件，其內腔結構復雜，殼體壁厚小于2mm，并且該發動機進氣道的制造精度將直接影響到發動機工作性能指標。上述特點和要求，給發動機進氣道的加工制造帶來許多問題，因此在發動機的研制過程中，該類薄壁鈦合金零件一直是重點研究對象，許多國家為此開展了大量的研究工作，技術比較先進的有美國、俄羅斯、法國等國。但由于保密的原因，無從得到上述國家的研究結果。?

目前，國內外研制的發動機進氣道一般采用整體鑄造成形或鈑金焊接成型或鑄造與鈑金焊接相結合的方式。由于發動機進氣道本身為復雜薄壁結構，采用整體鑄造的加工方案，進氣通道的內型面鑄造的型面輪廓精度、尺寸精度、表面質量均較差，無法滿足設計使用要求；采用鈑金成形加工方案發動機進氣道內型面的表面質量雖可以達到Ra3.2，但由于焊接變形，特別是薄壁鈦合金的焊接變形更為突出，因此鈑金焊接加工方案的型面輪廓度，尺寸精度，無法達到設計要求；采用鑄造與鈑金焊接相結合的加工方案，雖結合了兩種加工方案的優點，但同時也帶來了兩種加工方案的缺點。該薄壁鈦合金零件的變形均不可避免，型面質量均無法保證，該薄壁鈦合金零件的變形將大大降低其使用性能，尤其是零件入口部位、壓縮型面和整體直線度的變形將嚴重影響該薄壁鈦合金零件氣動性能，變形嚴重時可直接導致零件失效，發動機報廢。?

發明內容

為克服現有薄壁鈦合金零件制造方法普遍存在的加工變形、型面輪廓精度偏差大、尺寸精度差、表面質量低、形位公差無法達到設計要求的缺點，本發明提出一種發動機進氣道的制造方法。?

本發明的具體過程是：?

第一步，拆分發動機進氣道。將上述發動機進氣道拆分成三部分進行加工，具體?拆分方法是：從發動機進氣道內型腔最窄處向進氣道的入口方向，沿型腔的中線分成進氣道上蓋和進氣道主體。上述進氣道主體包括直段和轉角段。?

第二步，開蓋分段鑄造。對拆分后的發動機進氣道逐件進行鑄造。采用常規的鈦合金熔模精密鑄造工藝分別鑄造進氣道上蓋、進氣道主體直段和進氣道主體轉角段。所述鑄造過程包括制造蠟模－制作形殼－焙燒－澆注－修整，得到上述進氣道上蓋、進氣道主體直段和進氣道主體轉角段的鑄造毛坯。?

第二步，焊接前的機加。按照設計要求及電子束焊接工藝要求對得到的進氣道上蓋、進氣道主體直段和進氣道主體轉角段的鑄造毛坯逐件進行機加工。上述的機加工包括上述各鑄造毛坯的內型面、各裝配部位和對焊部位。?

第三步，真空電子束焊接。按設計圖紙對清洗后的各零件進行焊前裝配。裝配后的各對接焊縫的間隙≤0.03mm，錯邊≤0.05mm、裝配后進行定位焊，在真空電子束焊機中進行焊接。焊接時真空電子束焊接的真空室真空度小于5×10^-5Pa,焊接電壓為70KV以內，焊接加熱電流小于50mA，焊接速度為60～80mm/min，電子束焦點直徑為0.1～0.3mm，工作距離為80～100mm。?

第四步，校形去應力真空退火。使用熱校形工裝對焊接后已變形的發動機進氣道半成品進行校形，裝配工裝后入真空熱處理爐進行熱校形和去應力退火，真空爐的真空度小于10^-3bar，爐溫均勻度小于5℃，退火溫度為680℃～750℃，保溫時間≤180min，退火結束后出爐溫度≤300℃。經過退火后可獲得底面平面度≤0.3mm，入口寬度偏差≤0.1mm，型面精度滿足設計要求的發動機進氣道半成品。?

第五步，整體機加。對已校形的發動機進氣道入口水壓工裝裝配部位和連接法蘭裝配部位進行整體機械加工。?

第六步，水壓試驗。按照用戶設計水壓試驗任務書要求，裝配水壓工裝、貼應變片，進行常規的水壓試驗，以驗證所加工發動機進氣道的承壓能力和密封性。?

第七步，整體精加工。按照設計文件要求，對發動機進氣道的外部、裝配、連接部位等進行最終精加工，獲得滿足設計圖紙要求的發動機進氣道。?

制造蠟模－制作形殼－焙燒－澆注－修整，?

在分別鑄造進氣道上蓋、進氣道主體直段和進氣道主體轉角段時：?

制造蠟模時：模料溫度應控制在60～80℃，注蠟壓力為3500KPa,保壓時間為300～?500S,蠟模制作好后需停放8h。?