[發明專利]一種無底球冠形零件制造方法

有效

• 申請號: 201310676826.5
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103707010A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 田珍珠;陳文會;張立武;曲中興;龐勇;李長洪;韓冬;陳剛;劉琦;魏亞強;牛警惕;張廣成;高小寧;吳大榮;岳彩榮;陳遠東;閆學荔;任長潔;劉如媛;鄧高峰
• 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：

本發明涉及一種高精度大直徑無底球冠薄壁回轉體零件機械制造工藝。

背景技術

高精度大直徑無底球冠回轉體薄壁金屬零件是大型固體火箭發動機的重要構件，每臺用量9件，原材料一般采用自由鍛件、模鍛件或旋壓單件成形，由于該類零件薄壁無底，需增加工藝法蘭臺用于裝夾，原材料尺寸大，材料利用率很低。傳統工藝方法之一采用自由鍛件單件成形加工，毛坯成形方法簡單但材料利用率僅約為1.6％，加工成本高。傳統工藝方法之二采用模鍛件加工，材料利用率可達3％～4％，但毛坯成形方法復雜，需要萬噸級壓力機，且模具費用很高，導致產品綜合加工成本高，加工周期長、材料利用率低。傳統工藝方法之三采用旋壓毛坯加工，需要40噸以上旋壓機，且旋壓模胎費用高，由于較大的旋壓應力，產品質量不穩定。

發明內容

為克服現有技術中存在的產品質量不穩定的不足，本發明提出了一種無底球冠形零件制造方法。

本發明的具體過程是：

步驟1，鑄造無底球冠形零件毛坯。采用常規的鑄造方法得到能夠加工兩件無底球冠形零件的毛坯。所述無底球冠形零件毛坯的高度比單件加工所需無底球冠形零件毛坯的高度大5～10mm。

步驟2，粗車。通過粗車對毛坯的外輪廓和內孔去大量。去大量時，根據擬套切的兩個無底球冠形零件的外形，在所述第一個無底球冠形零件的外下表面與第二個無底球冠形零件的內上表面之間為切割線；所述切割線的角度α為42°～45°。在所述切割線處預留5～12㎜的加工余量h。

步驟3，套切。將粗車后能夠加工兩件無底球冠形零件毛坯的第一件無底球冠形零件一端裝夾在臥式車床的卡盤上切斷成兩件。切斷時，沿所述預留的加工余量h處以α斜角進行切斷。切斷過程分為兩步：套切時所使用的刀具是對現有技術中刀具的刀桿進行改進后得到的。改進后的刀具刀桿的工作長度為70mm。

第一步，從第二件無底球冠形零件內表面下端開始，沿加工余量h處α角以42°～45°斜向向該無底球冠形零件上端走刀。其中切刀寬度為3～5㎜、車床轉速為15～18r/min、刀具進給量為0.15～0.2㎜/r，走刀距離為25～28mm。

第二步，翻轉毛坯180度，將毛坯的第二件無底球冠形零件一端裝夾在車床卡盤上，對所述毛坯進行切斷。切斷時，從第二件無底球冠形零件毛坯內上端開始，沿預留的加工余量h處，繼續以42°～45°斜向向第二件底球冠形零件內表面下端走刀，并使第二步的切口與第一步的切口連接，使兩個無底球冠形零件的坯料斷開，得到一件等內徑的無底球冠形零件半成品和一件等外徑的無底球冠形零件半成品。其中，所述等內徑的無底球冠形零件半成品的小外徑端為預留的工藝夾頭；所述等外徑的無底球冠形零件半成品的小內徑端為預留的工藝夾頭。

步驟4，單件粗車。分別按設計圖對兩件無底球冠形零件的半成品進行粗車加工。粗車加工后，兩件無底球冠形零件半成品單邊留量為3㎜，形成無底球冠形零件半成品。在所述兩件無底球冠形零件半成品的預留的工藝夾頭處，利用預留的加工余量在各無底球冠形零件半成品的內表面加工出裝夾用臺階狀壓臺。

步驟5，淬、回火處理。對得到的兩件無底球冠形零件半成品采用常規的熱處理方式進行淬、回火處理。其中，淬火溫度為900℃、保溫50～70min；回火溫度為520℃、保溫70～100min。

步驟6，半精加工。采用內壓式壓板將得到的經過熱處理的兩件無底球冠形零件半成品裝夾在車床卡盤上，分別逐一進行半精加工。半精加工時，兩件無底球冠形零件單邊留量均為2㎜。

步驟7，第一次人工時效處理。對經過半精加工的兩件無底球冠形零件半成品采用常規方式進行第一次人工時效處理。第一次人工時效處理的溫度為280℃、保溫480～540min。

步驟8，第二次半精加工。采用內壓式壓板將得到的經過熱處理的兩件無底球冠形零件半成品分別裝夾在車床卡盤上，逐一進行第二次半精加工。第二次半精加工后，兩件無底球冠形零件單邊留量為1㎜。

步驟9，第二次人工時效處理。對經過半第二次精加工的兩件無底球冠形零件半成品采用常規方式進行第二次人工時效處理。第二次人工時效溫度為180℃、保溫480～540min。

步驟10，最終精加工。采用內壓式壓板將得到的經過熱處理的兩件無底球冠形零件半成品分別裝夾在車床卡盤上，逐一進行精加工至設計尺寸。分別切斷所述兩件無底球冠形零件的臺階狀壓臺，得到兩件無底球冠形零件成品。