[發(fā)明專利]鈦合金空心薄壁長軸零件加工方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810030159.6
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108213874A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃嘯;張陽;關(guān)云超;孫浩;牟宗理;王春雷;葉君;朱光照;王書杭;郭新顏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動機有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明涉及一種鈦合金空心薄壁長軸零件加工的工藝方法，通過采用高精度數(shù)控設(shè)備加工零件外型面，保證外形尺寸精度及形狀精度；通過圓環(huán)形夾具，精加工零件兩端頂尖孔，消除夾緊力對頂尖孔造成的圓度誤差；使用頂尖頂緊固定零件精加工外型面，有效避免了三爪或四爪夾盤加持零件產(chǎn)生的裝夾變形。本發(fā)明最終實現(xiàn)鈦合金空心薄壁長軸零件加工后，零件的尺寸精度≤0.01mm，位置公差≤0.008mm，內(nèi)外型面壁厚誤差≤0.05mm。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種加工方法，尤其是一種高精度空心薄壁長軸鈦合金零件加工方法。

背景技術(shù)

高精度鈦合金空心薄壁長軸零件的加工技術(shù)一直是航空領(lǐng)域的技術(shù)難題，同時裝夾變形、鈦合金磨削燒傷控制也是行業(yè)內(nèi)公認的瓶頸、風(fēng)險技術(shù)。目前，長度≤500mm，外徑80mm，壁厚1.5mm以內(nèi)，尺寸精度≤0.01mm，位置公差≤0.008的鈦合金零件多采用磨削方式加工，不僅加工效率低、資源浪費嚴重，而且加工精度很難保證，存在重大的產(chǎn)品質(zhì)量隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種鈦合金空心薄壁長軸零件加工的工藝方法，流程簡潔，可保證產(chǎn)品尺寸位置精度，同時提升加工效率。

本發(fā)明的具體實施步驟為：

1、加工鈦合金棒料兩端頂尖孔

采用普通車床，夾持零件中部，在零件一端加工頂尖孔，調(diào)轉(zhuǎn)零件，再夾持零件中部，加工另一端頂尖孔；

2、粗加工外徑

采用普通車床，兩側(cè)頂住零件頂尖孔，粗加工零件外徑，加工后保證零件外徑尺寸誤差≤0.05mm；

3、加工內(nèi)孔

采用普通車床，使用wf15合金材料的鉆頭，從兩端加工零件內(nèi)孔，保證加工后內(nèi)孔尺寸偏差≤0.1mm，接臺≤0.2mm；

4、消除應(yīng)力處理

采用真空爐對零件進行消除應(yīng)力處理,溫升速率100～150℃/h，每升溫100～150℃，保溫1～1.5h，溫度升至550±10℃，保溫時間2.5～3h，以消除機加殘余應(yīng)力，減小精加工車削變形；

5、半精加工內(nèi)孔

使用數(shù)控設(shè)備加工零件內(nèi)孔，內(nèi)孔按最終尺寸留余量2mm，并加工出頂尖孔；所述的數(shù)控設(shè)備的主軸回轉(zhuǎn)精度≤0.005mm，X軸和Z軸徑定位精度≤0.004mm，重復(fù)定位精度≤0.005mm；

6、半精加工外徑

繼續(xù)使用上述的或同等精度的數(shù)據(jù)設(shè)備，零件采用兩端頂尖孔裝夾，加工零件外徑，保證加工后外徑尺寸誤差≤0.02mm，外徑按最終尺寸留余量2mm；

7、精加工內(nèi)孔

加工前設(shè)計并制作圓環(huán)夾具，所述的夾具內(nèi)外徑同軸度在0.005mm以內(nèi)，夾具內(nèi)孔與零件外徑配合間隙≤0.015mm，夾具壁厚10±0.05mm；車削軟爪，保證軟爪跳動≤0.01mm，使用軟爪加緊夾具，再加持零件后端直徑，找正夾持部位零件跳動≤0.005mm，使用中心架夾持零件前端，找正零件前端跳動≤0.01mm后，車削零件內(nèi)孔至規(guī)定尺寸，并再次加工出零件頂尖孔；

8、精加工零件外形

使用兩端頂尖孔裝夾，加工零件外徑至要求尺寸。