帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法技術

本發明專利技術公開了一種帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法，包括：法蘭加工、筒體加工及焊接加工；其中，法蘭加工的步驟包括：切割法蘭展開料；對法蘭展開料進行滾圓及對接焊接得到法蘭圓環料；將法蘭圓環料焊接至裝夾板上，且經裝夾板進行車削裝夾；車削加工直至達到加工要求，且根據薄壁法蘭的長度對其靠近裝夾板端部的加工余量車削斷，得到加工后的薄壁法蘭。本發明專利技術解決了現有的法蘭由于壁薄導致的法蘭車削裝夾容易變形、無法保證精度，且該加工方式通過各工序的有序配合，縮短了加工周期、增加了工作效率，進而降低了加工成本，尤其適用于航空發動機尾排管的加工，具有廣泛的推廣應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及機械加工領域，特別地，涉及一種帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法。
技術介紹
航空發動機試車過程中，在發動機尾部需裝配一個帶法蘭密封面的薄壁大直徑長筒型尾排管，使燃氣能夠順利進入至引射筒，因此尾排管必須與發動機密封嚴格，如出現泄露，就會出現氣動力波動大，測試數據不準，同時可能使發動機的部分燃氣重新被發動機吸入，產生燃氣回流，造成發動機溫度過高，推力下降，隨著長時間的試車，燃氣反復回流，將使發動機溫度不斷增加，會嚴重影響發動機的質量。其次，試車過程發動機轉速高，尾排管與發動機裝配配合間隙大，容易產生振動，甚至脫落等安全隱患。因此，必須加工合格的尾排管，以保證其加工質量及與發動機的裝配精度。尾排管由一個與發動機連接的法蘭和錐形筒體焊接組成。由于與發動機連接，要求重量較輕，而又要耐高溫，因此零件壁很薄且直徑大。在現有加工過程中，法蘭毛坯料以往采用鍛造圓環后再機加，費用高、生產周期長；法蘭壁薄，剛性小強度弱，車削裝夾過程中裝夾力引起變形大，無法保證精度；法蘭與筒體焊接，采用TIG焊，焊接變形大等缺點，導致加工的零件達不到精度要求，與發動機裝配密封不嚴。
技術實現思路
本專利技術提供了一種帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法，以解決現有的發動機尾排管加工周期長、且加工過程中容易變形導致裝配精度受損的技術問題。本專利技術采用的技術方案如下：一種帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法，包括：法蘭加工，用于對薄壁法蘭進行成型加工；筒體加工；用于對薄壁筒體進行成型加工；焊接加工；用于將成型后的薄壁法蘭與薄壁筒體焊接構成帶法蘭的薄壁筒型零件；法蘭加工的步驟包括：切割法蘭展開料；對法蘭展開料進行滾圓及對接焊接得到法蘭圓環料；將法蘭圓環料焊接至裝夾板上，且經裝夾板進行車削裝夾；車削加工直至達到加工要求，且根據薄壁法蘭的長度對其靠近裝夾板端部的加工余量車削斷，得到加工后的薄壁法蘭。進一步地，對法蘭展開料進行滾圓及對接焊接得到法蘭圓環料包括：經滾圓機對法蘭展開料滾圓成圓環形；對接焊接圓環料，打磨平整焊縫，檢查焊縫質量直至合格；在滾圓機上進行校圓，得到法蘭圓環料。進一步地，對接焊接采用倒對接焊接“V”形坡口工藝，包括采用TIG焊打底，手工電弧焊蓋面進行對接焊接、連續焊縫。進一步地，切割法蘭展開料采用等離子切割法蘭展開料，根據法蘭的最大壁厚選擇板厚，根據法蘭的軸向長度確定法蘭展開料的寬度。進一步地，法蘭展開料的板厚的加工余量為4-5mm，法蘭展開料的寬度的加工余量大于20mm。進一步地，筒體加工的步驟包括：下筒體展開料；對筒體展開料進行滾圓及焊接得到筒體環料；在滾圓機上進行校圓，得到筒體。進一步地，焊接加工步驟中采用電阻縫焊焊接工藝將薄壁法蘭與薄壁筒體進行焊接。進一步地，焊接加工步驟中，薄壁法蘭的內壁鑲嵌有用于防止薄壁法蘭變形的內環支撐機構。進一步地，內環支撐機構根據薄壁法蘭的內徑加工且內環支撐機構與薄壁法蘭的內壁過盈配合。進一步地，帶法蘭的薄壁筒型零件為航空發動機的尾排管。本專利技術具有以下有益效果：本專利技術帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法，將法蘭加工分為切割法蘭展開料、法蘭圓環料加工及將法蘭圓環料焊接至裝夾板上后經裝夾板進行車削裝夾，車削加工出符合加工要求的薄壁法蘭，解決了現有的法蘭由于壁薄導致的法蘭車削裝夾容易變形、無法保證精度，且該加工方式通過各工序的有序配合，縮短了加工周期、增加了工作效率，進而降低了加工成本，尤其適用于航空發動機尾排管的加工，具有廣泛的推廣應用價值。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本專利技術還有其它的目的、特征和優點。下面將參照附圖，對本專利技術作進一步詳細的說明。附圖說明構成本申請的一部分的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1是本專利技術優選實施例帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法的流程示意圖；圖2是本專利技術優選實施例加工方法中法蘭加工的流程示意圖；圖3是本專利技術優選實施例法蘭加工中車削裝夾的結構示意圖；圖4是本專利技術優選實施例某航空發動機試車尾排管的結構示意圖。附圖標記說明：10、薄壁法蘭；20、筒體；30、法蘭圓環料；40、裝夾板；50、車床卡盤爪。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本專利技術。本專利技術的優選實施例提供了一種帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法，本實施例以航空發動機的尾排管為例進行加工舉例說明，參照圖4，尾排管由一個與發動機相連的薄壁法蘭10和錐形筒體20焊接組成，由于與發動機連接，要求薄壁法蘭10的重量輕且耐高溫性能好，且薄壁法蘭10需與發動機封嚴配合，避免燃氣反復回流影響發動機的質量。參照圖1及圖2，本實施例加工方法包括：步驟S100，法蘭加工，用于對薄壁法蘭進行成型加工；步驟S200，筒體加工；用于對薄壁筒體進行成型加工；步驟S300，焊接加工；用于將成型后的薄壁法蘭與薄壁筒體焊接構成帶法蘭的薄壁筒型零件；本實施例中，法蘭加工的步驟S100包括：步驟S110，切割法蘭展開料；步驟S120，對法蘭展開料進行滾圓及對接焊接得到法蘭圓環料；步驟S130，將法蘭圓環料焊接至裝夾板上，且經裝夾板進行車削裝夾；步驟S140，車削加工直至達到加工要求，且根據薄壁法蘭的長度對其靠近裝夾板端部的加工余量車削斷，得到加工后的薄壁法蘭。本實施例加工方法，通過將法蘭加工分為切割法蘭展開料、法蘭圓環料加工及將法蘭圓環料焊接至裝夾板上后經裝夾板進行車削裝夾，車削加工出符合加工要求的薄壁法蘭，解決了現有的法蘭由于壁薄導致的法蘭車削裝夾容易變形、無法保證精度，且該加工方式通過各工序的有序配合，縮短了加工周期、增加了工作效率，進而降低了加工成本，尤其適用于航空發動機尾排管的加工，具有廣泛的推廣應用價值。參照圖3，在步驟S130中，預先制作裝夾板40，且將法蘭圓環料30固定至裝夾板40上且焊接牢固。車床的卡盤爪50卡住裝夾板40，將裝夾作用力施加在裝夾板40上，而非零件上，既保證了車削裝夾強度又不會對零件產生裝夾變形。然后進行法蘭的車削工序，將各尺寸加工到圖紙尺寸，保證精度要求。本實施例中，對法蘭展開料進行滾圓及對接焊接得到法蘭圓環料的步驟S120包括：經滾圓機對法蘭展開料滾圓成圓環形；對接焊接圓環料，打磨平整焊縫，檢查焊縫質量直至合格；在滾圓機上進行校圓，得到法蘭圓環料。優選地，對接焊接采用倒對接焊接“V”形坡口工藝，包括采用TIG(惰性氣體鎢極保護)焊打底，手工電弧焊蓋面進行對接焊接、連續焊縫。本實施例采用“V”形坡口倒對接焊接，確保圓環料縱焊縫焊透，以致車削后仍然能夠達到母材一致的強度，其中TIG焊打底，更好地保證焊接接頭質量，且表面光滑整齊，不會產生焊渣，無需清理焊渣和修理焊道，能夠保證焊接質量且提高生產效率，其次手工電弧焊蓋面提高了焊接效率。通過上述工藝優化，提高了圓環料的加工質量及加工效率。優選地，切割法蘭展開料采用等離子切割法蘭展開料，根據法蘭的最大壁厚選擇板厚，根據法蘭的軸向長度確定法蘭展開料的寬度。本實施例中，法蘭展開料的板厚的加工余量為4-5mm，法蘭展開料的寬度的加工余量大于20mm。通過設置加工余量，便于車削加工及后續修正，有效保證了法蘭的加工質量。本實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法，其特征在于，包括：法蘭加工，用于對薄壁法蘭進行成型加工；筒體加工；用于對薄壁筒體進行成型加工；焊接加工；用于將成型后的薄壁法蘭與薄壁筒體焊接構成帶法蘭的薄壁筒型零件；所述法蘭加工的步驟包括：切割法蘭展開料；對所述法蘭展開料進行滾圓及對接焊接得到法蘭圓環料；將所述法蘭圓環料焊接至裝夾板上，且經所述裝夾板進行車削裝夾；車削加工直至達到加工要求，且根據所述薄壁法蘭的長度對其靠近所述裝夾板端部的加工余量車削斷，得到加工后的薄壁法蘭。

【技術特征摘要】
1.一種帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法，其特征在于，包括：法蘭加工，用于對薄壁法蘭進行成型加工；筒體加工；用于對薄壁筒體進行成型加工；焊接加工；用于將成型后的薄壁法蘭與薄壁筒體焊接構成帶法蘭的薄壁筒型零件；所述法蘭加工的步驟包括：切割法蘭展開料；對所述法蘭展開料進行滾圓及對接焊接得到法蘭圓環料；將所述法蘭圓環料焊接至裝夾板上，且經所述裝夾板進行車削裝夾；車削加工直至達到加工要求，且根據所述薄壁法蘭的長度對其靠近所述裝夾板端部的加工余量車削斷，得到加工后的薄壁法蘭。2.根據權利要求1所述的帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法，其特征在于，對所述法蘭展開料進行滾圓及對接焊接得到法蘭圓環料包括：經滾圓機對所述法蘭展開料滾圓成圓環形；對接焊接圓環料，打磨平整焊縫，檢查焊縫質量直至合格；在滾圓機上進行校圓，得到所述法蘭圓環料。3.根據權利要求2所述的帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法，其特征在于，所述對接焊接采用倒對接焊接“V”形坡口工藝，包括采用TIG焊打底，手工電弧焊蓋面進行對接焊接、連續焊縫。4.根據權利要求1所述的帶法蘭的薄壁筒型零件的加工方法，其特征在于，所述切割法蘭展開料采用等離子切割...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳歡，陸芳文，楊建軍，唐波，
申請(專利權)人：中國南方航空工業集團有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43