[發明專利]一種雙面大開口變厚度鈦合金薄壁殼體的加工方法

有效

• 申請號: 202110721185.5
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113601108B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 何艷濤;劉玉平;劉萍;李妍華;楊峰;劉有斌;郭曉琳;李建偉
• 申請（專利權）人: 北京航星機器制造有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種雙面大開口變厚度鈦合金薄壁殼體的加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，根據雙面大開口變厚度鈦合金薄壁殼體的具體結構及尺寸，設計增加工藝翻邊及加工余量后的毛坯結構；所述雙面大開口薄壁殼體為類球面結構，所述類球面結構的小端加工有開口結構，大端為類球面外緣形成的開口；所述毛坯結構中的工藝翻邊為環形平板結構；毛坯結構中的薄壁殼體主體結構與工藝翻邊之間添加倒圓角過渡，并在薄壁殼體主體結構外緣與倒圓角之間增加直線段工藝延長量；

步驟2，根據步驟1設計的毛坯結構，采用合模熱沖壓成形方式加工毛坯；

步驟3，采用數控加工中心加工毛坯的工藝翻邊，包括加工工藝翻邊的上平面、下平面及外圓面，作為后續裝夾固定的基準，同時在工藝翻邊上加工出用于裝夾固定的通孔；

步驟4，裝夾殼體毛坯，車削加工殼體的內型面和工藝翻邊的下平面，形成中間態殼體；所述車削加工殼體的內型面的工藝方法為：根據工藝翻邊的外圓面找正，同步連續車削加工工藝翻邊的下平面、倒圓角、工藝延長量、以及殼體的內型面，其中下平面車削時僅車削加工靠內側的環面，使下平面靠內側環面的邊緣形成內緣線，將殼體內型面的精確基準轉移到工藝翻邊的下平面內緣線和工藝延長量上；

步驟5，裝夾步驟4形成的中間態殼體，車削加工殼體的外型面；

步驟6，裝夾殼體的頂部，車削加工殼體的對接止口并切斷，完成鈦合金薄壁殼體的全部精加工。

2.根據權利要求1所述的雙面大開口變厚度鈦合金薄壁殼體的加工方法，其特征在于，步驟1中，所述雙面大開口薄壁殼體的大端開口外徑尺寸為400~800mm，小端開口外徑尺寸為50~300mm，殼體高度為200~280mm；

所述雙面大開口薄壁殼體的壁厚變化范圍介于1~3mm之間。

3.根據權利要求1所述的雙面大開口變厚度鈦合金薄壁殼體的加工方法，其特征在于，步驟1中，所述毛坯結構中的薄壁殼體主體結構與工藝翻邊之間添加倒圓角R15~R25過渡，并在薄壁殼體主體結構外緣與倒圓角之間增加8~15mm的直線段工藝延長量。

4.根據權利要求1所述的雙面大開口變厚度鈦合金薄壁殼體的加工方法，其特征在于，步驟2中，所述合模熱沖壓成形采用成形凹模和成形凸模實施，所述成形凹模具有與毛坯結構外型面一致的凹面結構，用于成形殼體毛坯結構的外型面；所述成形凸模具有與毛坯結構內型面一致的凸面結構，用于成形毛坯結構的內型面。

5.根據權利要求1所述的雙面大開口變厚度鈦合金薄壁殼體的加工方法，其特征在于，步驟2中，所述合模熱沖壓成形的工藝方法為：首先對采用的成形凹模和成形凸模進行預熱和保溫，預熱至550-700℃，保溫0.5-2 h；再采用兩道次熱沖壓成形，第一次熱沖壓縱深深度過半，550-700℃保溫0.5~1h，第二次熱沖壓至所需毛坯殼體尺寸，550-700℃保溫10~30min。

6.根據權利要求1所述的雙面大開口變厚度鈦合金薄壁殼體的加工方法，其特征在于，步驟3中，在加工毛坯的工藝翻邊時，工藝翻邊的上下平面厚度去除量不超過剩余厚度的1/5；

在加工工藝翻邊的外圓面時，需根據毛坯結構的內球面進行找正，使加工后的工藝翻邊外圓面和毛坯結構的內球面同軸，將毛坯結構內球面的基準傳遞到工藝翻邊的外圓面上。

7.根據權利要求1所述的雙面大開口變厚度鈦合金薄壁殼體的加工方法，其特征在于，步驟4中，采用第一裝夾工裝裝夾殼體毛坯，所述第一裝夾工裝具有固定毛坯結構工藝翻邊的環形殼體結構，所述環形殼體結構包括環形平面結構及位于環形平面結構邊緣的環形圈，所述環形平面結構用于與工藝翻邊的上平面配合，所述環形圈用于與工藝翻邊的外圓面配合，通過穿設第一裝夾工裝環形殼體結構及工藝翻邊的螺紋連接件，將兩者固定。