一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法技术

技术编号:18643568 阅读:1 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,特别涉及一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,包括制备半成品组合块步骤和切割成型步骤,所述制备半成品组合块步骤为:将瓦块毛坯经过机械加工处理,制得半成品组合块,所述半成品组合块上具有至少两个与瓦块成品外形尺寸相同的凸块,所述凸块上具有若干凸起部件和若干掺混孔,所述切割成型是切割所述半成品组合块,分离凸块与半成品组合块,制得独立的瓦块半成品,使得一次加工流程可制备多个浮动壁瓦块,且浮动壁瓦块上的凸起部件的加工精度和位置度较高,减少了浮动壁瓦块的制备周期,提高了生产效率,也克服了原有整体铸造浮动壁瓦块的方法存在的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高效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,特别涉及一种高效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、加强筋等。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,同时,浮动壁瓦块的弧形侧壁一般只有1-2mm的厚度,采用常规的机械加工方式不容易装夹定位,采用钢板材料柔性过大,达不到零件的使用强度,所以,目前的火焰筒浮动壁瓦块一般都采用单件整体铸造成型的方式制得,一次铸造成型浮动壁瓦块上的连接螺柱、定位柱、加强筋等,再通过一定的机械加工手段完成其上例如用于引导冷空气的气膜孔、用于辅助燃料和空气混合燃烧的掺混孔等孔状结构的加工,但是,由于铸造过程容易受金属流动性的影响,而浮动壁瓦块的弧形侧壁又较薄,所以,制得的铸件常会出现例如疏松、缩孔、孔洞等铸件冶金缺陷,导致单件整体铸造浮动壁瓦块的工艺方法合格率较低,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,影响航空发动机或燃气轮机的制造和使用,同时,为了保证制得的铸件表面精度,采用单件整体铸造浮动壁瓦块的工艺方法还需要提前制备价格高昂的陶瓷芯膜,如此也相应的导致浮动壁瓦块的制备周期较长、成本较高。综上所述,目前亟需要一种技术方案,解决目前采用单件整体铸造浮动壁瓦块的方法周期较长,成本较高,且制得的浮动壁瓦块冶金质量不稳定,影响火焰筒的持久稳定工作的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:针对目前采用单件整体铸造浮动壁瓦块的方法周期较长,成本较高,且制得的浮动壁瓦块冶金质量不稳定,影响火焰筒的持久稳定工作的技术问题,提供了一种高效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:一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,包括制备半成品组合块步骤和切割成型步骤,所述制备半成品组合块步骤为:将瓦块毛坯经过机械加工处理,制得半成品组合块,所述半成品组合块上具有至少两个与瓦块成品外形尺寸相同的凸块,所述凸块上具有若干凸起部件和若干掺混孔,所述凸起部件包括连接螺柱和/或定位柱和/或加强筋,所述切割成型是切割所述半成品组合块,分离凸块与半成品组合块,制得独立的瓦块半成品。本专利技术的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,通过采用首先制备半成品组合块,在半成品组合块上形成与瓦块成品外形尺寸相同的凸块,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,也克服了原有整体铸造浮动壁瓦块的方法存在的技术问题,切割处理后剩余的材料还可用于其他尺寸的浮动壁瓦块的制备,相应的减少了材料的损耗,减少了资源的浪费,同时,由于半成品组合块更容易与机械加工装置进行装配连接,所以使得通过机械加工处理方式制备浮动壁瓦块上的连接螺栓、定位柱、加强筋等凸起部件的过程更方便,且容易保证这些凸起部件的加工精度,进而提高制得的浮动壁瓦块的表面精度,使浮动壁瓦块符合航空发动机或燃气轮机领域对浮动壁瓦块表面结构的精度的高标准要求,另外,由于瓦块半成品在切割成型步骤之前均与半成品组合块连接,使得对瓦块半成品表面的处理均不易受浮动壁瓦块薄壁特征的影响,进一步的保证制得的浮动壁瓦块的冶金质量稳定,保证浮动壁瓦块的长时间正常使用。作为优选,还包括制备瓦块毛坯步骤,所述制备瓦块毛坯步骤为:锻压处理毛坯料,制得瓦块毛坯,所述瓦块毛坯呈块状结构,所述瓦块毛坯上具有至少两个弧形面,所述弧形面的尺寸相对于瓦块成品的外形尺寸留有加工余量。本专利技术的制备瓦块毛坯步骤,通过采用锻压方式制备瓦块毛坯,替代了现有的单件整体铸造浮动壁瓦块的方式,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,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。更优选的,本专利技术的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,通过采用锻压与机械加工处理相结合的工艺加工方法,一方面利用锻压处理使原材料内部更密实、均匀,提高冶金质量的稳定性,另一方面采用机械加工处理提高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,进一步的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,更没有采用上述加工工艺方法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,所述锻压处理为自由锻造方式。自由锻造方式是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形,不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法,运用到本专利技术的技术方案中,可较容易的消除原材料中的缩孔、缩松、气孔等冶金缺陷,使毛坯具有更高的力学性能,保证制得的浮动壁瓦块的力学性能,使其符合航空发动机和燃气轮机对浮动壁瓦块的质量要求。作为优选,还包括加工定位孔步骤,所述加工定位孔步骤为:在瓦块毛坯上机械加工定位孔,所述定位孔用于与定位装置可拆卸的连接,所述定位装置用于连接瓦块毛坯和机械加工装置,所述定位装置上设置有与定位孔配合的第一连接机构和与机械加工装置适配的第二连接机构。通过在瓦块毛坯上设置与定位装置连接的定位孔,方便瓦块毛坯与机械加工装置的装夹定位,方便对瓦块毛坯上各凸起部件和孔状结构的机械加工处理,使得仅通过一次装夹即可实现瓦块毛坯上凸起部件、孔状结构等诸多结构的机械加工处理,进一步方便保证该诸多结构之间的相对位置,进而提高制得的浮动壁瓦块的表面精度,使制得的浮动壁瓦块的外形尺寸稳定,表面粗糙度符合使用要求。作为优选,还包括加工气膜孔步骤,所述加工气膜孔步骤为:在每一个瓦块半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。将浮动壁瓦块上的气膜孔的加工步骤设置在制备瓦块半成品本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,其特征在于:包括制备半成品组合块步骤和切割成型步骤,所述制备半成品组合块步骤为:将瓦块毛坯经过机械加工处理,制得半成品组合块,所述半成品组合块上具有至少两个与瓦块成品外形尺寸相同的凸块,所述凸块上具有若干凸起部件和若干掺混孔,所述凸起部件包括连接螺柱和/或定位柱和/或加强筋,所述切割成型是切割所述半成品组合块,分离凸块与半成品组合块,制得独立的瓦块半成品。

【技术特征摘要】
1.一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,其特征在于:包括制备半成品组合块步骤和切割成型步骤,所述制备半成品组合块步骤为:将瓦块毛坯经过机械加工处理,制得半成品组合块,所述半成品组合块上具有至少两个与瓦块成品外形尺寸相同的凸块,所述凸块上具有若干凸起部件和若干掺混孔,所述凸起部件包括连接螺柱和/或定位柱和/或加强筋,所述切割成型是切割所述半成品组合块,分离凸块与半成品组合块,制得独立的瓦块半成品。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:还包括制备瓦块毛坯步骤,所述制备瓦块毛坯步骤为:锻压处理毛坯料,制得瓦块毛坯,所述瓦块毛坯呈块状结构,所述瓦块毛坯上具有至少两个弧形面,所述弧形面的尺寸相对于瓦块成品的外形尺寸留有加工余量。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:所述锻压处理为自由锻造方式。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:还包括加工定位孔步骤,所述加工定位孔步骤为:在瓦块毛坯上机械加工定位孔,所述定位孔用于与定位装置可拆卸的连接,所述定位装置用于连接瓦块毛坯和机械加工装置,所述定位装置上设置有与定位孔配合的第一连接机构和与机械加工装置适配的第二连接机构。5.如权利要求4所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,其特征在于:还包括加工气膜孔步骤,所述加工气膜孔步骤为:在每一个瓦块半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。6.如权利要求5所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法,其特征在于:还包括第一参数检测步骤和第二参数检测步骤,所述第一参数检测步骤用于检测半成品组合块上的外圆弧面尺寸、连接螺柱的位置度、掺混孔的位置度和定位柱的位置度,所述第二参数检测步骤用于按...

【专利技术属性】
技术研发人员:张云杰吴超杰韩勇黄春晓
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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