一种采用环形锻件加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法技术

技术编号:18643565 阅读:3 留言:0更新日期:2018-08-11 08:27
本发明专利技术涉及航空发动机和燃气汽轮机领域,特别涉及一种采用环形锻件加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,包括制备环状成品步骤和切割成型步骤,所述制备环状成品步骤为:将瓦块毛坯经过机械加工处理,制得环状成品,所述环状成品的尺寸与若干瓦块首尾连接形成的筒状结构的尺寸相同,所述切割成型是切割所述环状成品,制得若干独立的瓦块初始成品,使得一次加工流程可制备多个浮动壁瓦块,提高了生产效率,同时,也相应的可较容易保证每一个浮动壁瓦块上诸多结构的位置度相近,进而使一次加工工艺流程制得的若干浮动壁瓦块之间尺寸相同,有利于在同一火焰筒中组成结构稳定的浮动壁,能更好的满足组件装配要求,使火焰筒能持久稳定的工作。

【技术实现步骤摘要】
一种采用环形锻件加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法
本专利技术涉及航空发动机和燃气汽轮机领域,特别涉及一种采用环形锻件加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法。
技术介绍
浮动壁是发动机燃烧室中非常重要的零件之一,一般装配于火焰筒内壁外侧和外壁内侧,用于将高温燃气与火焰筒内、外壁隔开,在火焰筒和浮动壁之间形成冷却气流通道,降低火焰筒壁温度,浮动壁一般由若干整体呈圆弧状的浮动壁瓦块组合而成,浮动壁瓦块上设置有若干连接螺柱、定位柱等。目前,在航空发动机或燃气轮机领域,为了保证浮动壁瓦块与火焰筒之间的持久稳定连接,浮动壁瓦块上的连接螺柱、定位柱与浮动壁瓦块的弧形面之间不适于采用组装式的结构,一般都采用单件整体铸造成型,一次铸造成型浮动壁瓦块上的连接螺柱、定位柱等,再通过一定的机械加工完成其上若干冷却孔的加工,但是,由于浮动壁瓦块的弧形侧壁一般只有1-2mm的厚度,铸造过程中受金属流动性的影响较大,合格率较低,制得的铸件常会出现例如疏松、缩孔、孔洞等铸件冶金缺陷,导致制得的浮动壁瓦块形状尺寸变形、表面粗糙度不达标、冶金质量不稳定,而铸件冶金质量不稳定,也容易导致燃烧室火焰筒无法持久稳定的工作。对于航空发动机或燃气轮机领域,浮动壁瓦块的连接螺柱以及定位柱的位置度,还会直接影响到航空发动机或燃气轮机的整体性能,所以,在科研试制或批量生产航空发动机或燃气轮机时,还不得不采用精密铸造的方式来提高浮动壁瓦块连接螺柱以及定位柱的位置度,如此导致浮动壁瓦块的整体制备成本高、周期长,且依然会存在上述的铸件冶金缺陷,影响航空发动机或燃气轮机的制造和使用。综上所述,目前亟需要一种技术方案,解决目前采用铸造方式制备浮动壁瓦块,成本高、周期长、合格率低,且容易导致制得的浮动壁瓦块存在铸件冶金缺陷,影响发动机或燃气轮机的整体性能的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:针对目前采用铸造方式制备浮动壁瓦块,成本高、周期长、合格率低,且容易导致制得的浮动壁瓦块存在铸件冶金缺陷,影响发动机或燃气轮机的整体性能的技术问题,提供了一种采用环形锻件加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法。为了实现上述目的,本申请采用的技术方案为:一种采用环形锻件加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,包括制备环状成品步骤和切割成型步骤,所述制备环状成品:将瓦块毛坯经过机械加工处理,制得环状成品,所述环状成品的尺寸与若干瓦块首尾连接形成的筒状结构的尺寸相同,所述切割成型是切割所述环状成品,制得若干独立的瓦块初始成品。本专利技术的一种采用环形锻件加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,通过采用首先制备环状成品,再切割处理的工艺加工方法制备浮动壁瓦块,使得一次加工流程可制备多个浮动壁瓦块,减少了浮动壁瓦块的制备周期,提高了生产效率,同时,由于若干浮动壁瓦块在同一时间制得,也相应的可较容易保证每一个浮动壁瓦块上的连接螺柱、掺混孔、定位柱等诸多结构的位置度相近,进而使一次加工工艺流程制得的若干浮动壁瓦块之间尺寸相同,有利于在同一火焰筒中组成结构稳定的浮动壁,能更好的满足组件装配要求,使火焰筒能持久稳定的工作,本方案的火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法适用于燃烧室直段瓦块的制备。作为优选,还包括步骤1:制备瓦块毛坯:锻压毛坯料,制得瓦块毛坯,所述瓦块毛坯呈圆筒状,所述瓦块毛坯的平均直径与瓦块成品的平均直径相同;步骤4:加工气膜孔:在每一个瓦块初始成品上制备若干通孔作为用于引导冷空气的气膜孔,制得瓦块成品;步骤5:检验检测:按浮动壁产品要求检验步骤4制得瓦块成品的加工尺寸、粗糙度和清洁度,如果检验结果不符合产品要求,进行对应处理;所述制备环状成品步骤为步骤2,所述切割成型步骤为步骤3。通过采用锻压方式制备瓦块毛坯,替代了现有的铸造方式单件制备浮动壁瓦块的方式,不仅原材料容易得到,可相应的缩短备料周期,降低原材料成本,同时还由于锻压处理过程会改变材料的金属组织,使材料内部更密实、均匀,提高了冶金质量的稳定性,克服了原有铸造方式制备浮动壁瓦块容易出现的冶金缺陷,有利于使制得的浮动壁瓦块的金属质量稳定性更好,进一步的有利于火焰筒持久稳定的工作,其中所述平均直径为圆筒状的瓦块毛坯的外圆面直径与内圆面直径之和的二分之一,步骤1中所述瓦块毛坯的内圆面直径小于瓦块成品的内弧形面的直径,所述瓦块毛坯的外圆面半径大于瓦块成品的外弧形面半径与连接螺柱长度之和,所述瓦块毛坯的轴向高度大于瓦块成品的轴向高度,即瓦块毛坯的尺寸相对于瓦块成品留有加工余量。更优选的,本专利技术的一种采用环形锻件加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,采用了锻压与机械加工处理相结合的工艺加工方法,而机械加工处理更容易确定瓦块上连接螺柱、掺混孔、定位柱等诸多结构的位置精度,使得制得的浮动壁瓦块的质量符合使用要求,相应的提高了批量制备浮动壁瓦块的成品率,也相应的可保证制得的浮动壁瓦块上的连接螺柱、掺混孔、定位柱等诸多结构的位置精度,使制得的浮动壁瓦块适用于航空发动机或燃气轮机等对浮动壁瓦块精度要求较高的领域。申请人认为,还需要说明的是,虽然锻压是常规机械加工手段,但是,目前还没有采用锻压方式制备浮动壁瓦块的先例,更没有采用环状锻件同时制备多个浮动壁瓦块的先例,同时,由于铸造方式需要提前准备芯模,特别是针对采用铸造方式制备航空发动机或燃气轮机的浮动壁瓦块的工艺加工方法,由于该领域对浮动壁瓦块的精度要求较高,而其芯模的制备较困难,铸造方式只能一次制备单件浮动壁瓦块,且铸造制得的浮动壁瓦块的精度也不容易达到与组件的装配要求和质量要求,更不能实现多个浮动壁瓦块首尾连接同时制备,所以,本专利技术技术方案中,采用锻压方式提高了坯料的强度,通过机械加工处理提高了浮动壁瓦块的表面质量以及诸多结构的位置精度,提高了制得的浮动壁瓦块的质量和成品率,也相应的减少了制备周期,降低了制备成本,取得了意料不到的技术效果,尤其适用于航空发动机或燃气轮机燃烧室浮动壁瓦块的快速研发、试制和小批量生产。作为优选,所述步骤1依次包括如下步骤:步骤1.1:备料:准备棒材或钢锭作为毛坯料;步骤1.2:锻压处理:锻压毛坯料,制得瓦块毛坯;步骤1.3:一次应力消除:热处理调制材料性能,消除瓦块毛坯的材料应力。步骤1.1中,由于棒料或钢锭的原材料可较容易的获得,可大幅度的减少备料时间,减少了材料成本,步骤1.2中,锻压处理毛坯料,可改变原材料中的金属组织,减少原材料中的疏松、缩孔、孔洞等原有的冶金缺陷,使制得的浮动壁瓦块质量更稳定,步骤1.3中,在机械加工处理毛坯料之前,预先采用热处理方式消除了材料应力,避免由于锻压产生的材料应力影响后续的机械加工处理,进一步使制得的浮动壁瓦块的质量稳定,方便维持火焰筒的持久稳定运行。作为优选,所述步骤2包括如下步骤:步骤2.1:粗车加工:粗车毛坯料内圆面、外圆面和两端面;步骤2.2:精车加工:精车毛坯料的内圆面、两端面和外圆面;步骤2.3:精铣加工:铣削加工毛坯料的外圆面,铣削形成瓦块表面的凸起部件,所述凸起部件包括连接螺柱和/或定位柱和/或加强筋;步骤2.4:制备掺混孔:在步骤2.3处理后的毛坯料上制备用于辅助燃料和空气混合燃烧的掺混孔,制得环状成品。通过依次进行的粗车、精车、精铣处理,在步骤2.1中,粗车毛坯料,相应的减少精密加工时的加工余量,方便后续的机械加工,在步骤2.2和步骤2.3中,本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种采用环形锻件加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,其特征在于:包括制备环状成品步骤和切割成型步骤,所述制备环状成品:将瓦块毛坯经过机械加工处理,制得环状成品,所述环状成品的尺寸与若干瓦块首尾连接形成的筒状结构的尺寸相同,所述切割成型是切割所述环状成品,制得若干独立的瓦块初始成品。

【技术特征摘要】
1.一种采用环形锻件加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,其特征在于:包括制备环状成品步骤和切割成型步骤,所述制备环状成品:将瓦块毛坯经过机械加工处理,制得环状成品,所述环状成品的尺寸与若干瓦块首尾连接形成的筒状结构的尺寸相同,所述切割成型是切割所述环状成品,制得若干独立的瓦块初始成品。2.如权利要求1所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,其特征在于:还包括步骤1:制备瓦块毛坯:锻压毛坯料,制得瓦块毛坯,所述瓦块毛坯呈圆筒状,所述瓦块毛坯的平均直径与瓦块成品的平均直径相同;步骤4:加工气膜孔:在每一个瓦块初始成品上制备若干通孔作为用于引导冷空气的气膜孔,制得瓦块成品;步骤5:检验检测:按浮动壁产品要求检验步骤4制得瓦块成品的加工尺寸、粗糙度和清洁度,如果检验结果不符合产品要求,进行对应处理;所述制备环状成品步骤为步骤2,所述切割成型步骤为步骤3。3.如权利要求2所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,其特征在于:所述步骤1依次包括如下步骤:步骤1.1:备料:准备棒材或钢锭作为毛坯料;步骤1.2:锻压处理:锻压毛坯料,制得瓦块毛坯;步骤1.3:一次应力消除:热处理调制材料性能,消除瓦块毛坯的材料应力。4.如权利要求2所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,其特征在于:所述步骤2包括如下步骤:步骤2.1:粗车加工:粗车毛坯料内圆面、外圆面和两端面;步骤2.2:精车加工:精车毛坯料的内圆面、两端面和外圆面;步骤2.3:精铣加工:铣削加工毛坯料的外圆面,铣削形成瓦块表面的凸起部件,所述凸起部件包括连接螺柱和/或定位柱和/或加强筋;步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩勇张云杰黄春晓吴超杰
申请(专利权)人:广汉天空动力机械有限责任公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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