铝合金传爆药筒类零件加工方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金传爆药筒类零件加工方法，将传爆药筒类零件拆分为堵盖、药筒、法兰三个工艺零件，堵盖和药筒机加焊接成形为药筒组件，再与法兰采用螺纹连接、涂胶固化防转的加工方案，采用交替车外周圆、镗内孔、自制环形工装装夹零件外周圆中段的机械加工方法，减小镗加工内孔时因薄壁深孔结构刚性较差导致的刀具颤动问题，从而提高了内孔粗糙度，满足了铝合金材料、大法兰、薄壁盲孔、大长径比传爆药筒类零件的成型要求，解决了内孔粗糙度较低、传爆药的装配安全性无保障、材料利用率低的难题。

【技术实现步骤摘要】
铝合金传爆药筒类零件加工方法
本专利技术属于筒体类零件加工
，具体地指一种铝合金传爆药筒类零件加工方法。
技术介绍
传爆药筒是战斗部装药体传爆组件的结构件，装药体内部装填有大量高能炸药，通过接收引爆系统的输出能量，引爆传爆组件，传爆组件起爆主装药，炸药作用后产生冲击波超压对目标进行杀伤。其中传爆药筒是安装传爆药、传爆引信以及与装药体壳体转接的重要结构件。目前传爆药筒加工方式主要是采用铝合金棒材经车外圆、镗内孔等工序直接机械加工成形。由于传爆药筒具有大法兰、薄壁盲孔、大长径比的结构特点，所以该加工方法存在两个问题：一是零件刚性差，加工过程中刀具颤动导致零件内孔粗糙度较低，难以保证传爆药的装配安全性；二是材料利用率极低，仅10％左右，加工成本较高。如何利用现有的技术既保证传爆药筒内孔粗糙度要求，确保传爆药的装配安全性，同时又提高材料利用率，降低加工成本，成为战斗部生产亟待解决的问题，也是当前将“成本工程”植入工艺和生产管理的核心工作。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要针对传统加工方法的不足，提供一种既保证内孔粗糙度要求、又确保传爆药的装配安全性且同时又极大提高材料利用率的铝合金传爆药筒类零件加工方法。为实现上述目的，本专利技术所设计的铝合金传爆药筒类零件加工方法，所述铝合金传爆药筒类零件包括药筒、药筒一端的堵盖及药筒另一端的法兰，所述加工方法包括如下步骤：1)成型堵盖组件：采用铝棒加工成型堵盖组件，堵盖组件包括大头端的堵盖和小头端的工艺夹头，堵盖的外径及厚度与药筒对接处尺寸间隙配合；2)加工药筒：采用铝管加工成型，首先在普车上粗车铝管两端面及铝管外周圆见光，然后在卧式镗床上利用卧式镗床支架装夹铝管的内孔进行粗镗内孔，接着再精车铝管外周圆及半精镗内孔、精镗内孔，最后在铝管的一端部车外周圆环带且见光，利用卧式镗床的支撑中心架装夹铝管端部的环带，车加工与堵盖装配的连接内孔最终成型药筒；3)焊接成型预药筒组件：清理药筒和堵盖组件中堵盖焊接区域的附近区域及焊丝，然后对药筒和堵盖的焊接区域进行预热，预热后将堵盖和药筒进行装配，装配到位后采用手工氩弧焊进行定位焊接形成半药筒组件，再将半药筒组件压紧，并采用手工氩弧焊焊接环缝形成工艺焊环，环缝焊完后入炉保温成型为预药筒组件；4)成型药筒组件，将预药筒组件装在卧式镗床上，并用卧式镗床上的支撑中心架支撑预药筒组件的外周圆中部，车端面工艺焊环和环带后形成药筒组件；5)加工法兰：采用铝板加工成型，首先在铝板中心处钻法兰孔，然后车铝板外圆和端面，最后在法兰孔内壁车与药筒组件中药筒连接的内螺纹；6)组装药筒组件和法兰形成预传爆药筒类零件：将药筒组件装在卧式镗床上，并用卧式镗床上的支撑中心架支撑药筒组件的外周圆，车药筒组件开口端的外螺纹，然后在药筒组件外螺纹装配部位上均匀涂抹胶液，然后将法兰与药筒组件旋合装配到位后置于18～25℃环境下固化后转去卧式镗床，并用卧式镗床上的支撑中心架支撑药筒组件的外周圆中部车加工外周圆、端面至所需尺寸形成预传爆药筒类零件；7)形成所需的传爆药筒类零件：利用钻具装夹于将步骤6)中预传爆药筒类零件的药筒另一端面，钻出法兰螺纹孔，最后车工艺夹头形成所需的传爆药筒类零件。进一步地，所述步骤2)中，执行半精镗内孔、精镗内孔时，利用环形工装装夹铝管的外周圆中段；执行精镗内孔时，靠近与堵盖组件中堵盖焊接一端55～65mm范围内的内径比内孔其他部位的内径大0.80～0.12mm；车加工与堵盖装配的连接内孔后，对内孔进行抛光，将内孔接刀痕接平，满足内孔粗糙度的要求；然后采用专用检测芯轴检测内孔，若专用检测芯轴插入至药筒底部，则合格，否则为不合格。进一步地，所述步骤3)中，清理药筒和堵盖焊接区域的附近区域及焊丝后，再用刮刀去除焊接区域及其附近区域的氧化层，最后用脱脂棉蘸丙酮清洗焊丝及焊接对接区域；预热温度为110±10℃，预热时间为30±5min；入炉保温的温度为80±10℃、时间为60～80min；定位焊接为对称对称定位焊接，定位焊缝长10～15mm，且定位焊接时定位点位两个、四个或六个；采用手工氩弧焊焊接时焊接工艺参数如下：电流I为150±10A、电弧电压U为10±1V、焊接速度V为18±2cm/min及气体流量L为9±1L/min。进一步地，所述步骤3)中，焊接成型为药筒组件后，采用专用检测芯轴检测内孔，若专用检测芯轴插入至药筒底部，则合格，否则为不合格；若不合格，则车掉堵盖组件后对药筒和堵盖组件重新进行焊接。进一步地，所述步骤4)中，在车端面工艺焊环和环带的过程中并目测步骤3)中的焊缝质量，若焊缝区域有裂纹或有直径大于0.5mm的气孔，则执行步骤3)返修对药筒和堵盖组件重新焊后再车工艺焊环和环带。进一步地，所述步骤4)后，对药筒组件的焊缝区域做荧光检查。进一步地，所述步骤6)中，在药筒组件外螺纹装配部位上均匀涂抹胶液之前，对药筒组件和法兰的装配部位用无水乙醇清洗干净，并晾干；所述胶液为GY-340厌氧胶；固化之前将药筒组件和法兰表面残留的胶液清理干净，且固化的时间为24～36h；车加工外周圆、端面至所需尺寸后，抛光支撑中心架支撑部位与外周圆接平。进一步地，所述步骤7)中，钻出法兰螺纹孔后，将端面孔位测具与法兰端面对合后，用端面孔位测具上的螺栓逐一紧固法兰端面上相应的法兰螺纹孔，将端面孔位测具与法兰端面装配紧固后，保证端面孔位测具和传爆药筒法兰端面贴合，保证装配紧固、不松动即可。进一步地，所述环形工装包括底座及通过螺栓与底座对合连接的上盖，所述底座的上端面向内凹陷有下半圆形孔，所述上盖的内表面向内凹陷有与下半圆形孔对合形成圆孔的上半圆形孔，所述圆孔的内径与精车铝管外周圆后的外径相匹配。进一步地，所述专用检测芯轴包括中空的圆柱体及设置在圆柱体上端部的把手，所述圆柱体的长度不小于药筒的长度，所述圆柱体的外径与药筒的内径一致。本专利技术采用将传爆药筒类零件拆分为堵盖、药筒、法兰三个工艺零件，堵盖和药筒机加焊接成形为药筒组件，再与法兰采用螺纹连接、涂胶固化防转的加工方案，满足了铝合金材料、大法兰、薄壁盲孔、大长径比传爆药筒类零件的成型要求，解决了内孔粗糙度较低、传爆药的装配安全性无保障、材料利用率低的难题。采用本专利技术所提供的方法进行铝合金材料、大法兰、薄壁盲孔、大长径比传爆药筒类零件的成型加工，具有以下优点：其一，将传爆药筒拆分为堵盖、药筒、法兰三个工艺零件，极大的提高了材料利用率，降低了原材料成本；其二，采用交替车外周圆、镗内孔、自制环形工装装夹零件外周圆中段的机械加工方法，减小镗加工内孔时因薄壁深孔结构刚性较差导致的刀具颤动问题，从而提高了内孔粗糙度；其三，采用专用检测芯轴，保证深孔尺寸满足传爆药的装配要求。附图说明图1为本实施例中传爆药筒类零件的结构示意图；图2为图1的左侧示意图；图3为本实施例中堵盖组成加工结构示意图；图4为本实施例中药筒加工结构示意图；图5为本实施例中药筒与堵盖组成焊接加工示意图；图6为本实施例中法兰加工结构示意图；图7为本实施例中药筒组件加工外螺纹结构示意图；图8为本实施例中药筒组件与法兰加工结构示意图；图9为本实施例中环形工装结构示意图；图10为本实施例中专用检测芯轴结构示意图；图11为本实施例中端面孔位测具检测示意图。其中：堵盖1、药筒2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金传爆药筒类零件加工方法，其特征在于：所述铝合金传爆药筒类零件包括药筒(2)、药筒(2)一端的堵盖(1)及药筒(2)另一端的法兰(3)，所述加工方法包括如下步骤：1)成型堵盖组件(4)：采用铝棒加工成型堵盖组件(4)，堵盖组件(4)包括大头端的堵盖(1)和小头端的工艺夹头(5)，堵盖(1)的外径及厚度与药筒(2)对接处尺寸间隙配合；2)加工药筒(2)：采用铝管(6)加工成型，首先在普车上粗车铝管两端面及铝管外周圆见光，然后在卧式镗床上利用卧式镗床支架装夹铝管的内孔进行粗镗内孔(7)，接着再精车铝管外周圆及半精镗内孔、精镗内孔，最后在铝管的一端部车外周圆环带(8)且见光，利用卧式镗床的支撑中心架装夹铝管端部的环带(8)，车加工与堵盖装配的连接内孔(9)最终成型药筒；3)焊接成型预药筒组件：清理药筒和堵盖组件中堵盖焊接区域的附近区域及焊丝，然后对药筒和堵盖的焊接区域进行预热，预热后将堵盖和药筒进行装配，装配到位后采用手工氩弧焊进行定位焊接形成半药筒组件，再将半药筒组件压紧，并采用手工氩弧焊焊接环缝形成工艺焊环(20)，环缝焊完后入炉保温成型为预药筒组件；4)成型药筒组件，将预药筒组件装在卧式镗床上，并用卧式镗床上的支撑中心架支撑预药筒组件的外周圆中部，车端面工艺焊环(20)和环带(9)后形成药筒组件(10)；5)加工法兰(3)：采用铝板加工成型，首先在铝板中心处钻法兰孔(3.2)，然后车铝板外圆和端面，最后在法兰孔(3.2)内壁车与药筒组件(10)中药筒连接的内螺纹；6)组装药筒组件(10)和法兰(3)形成预传爆药筒类零件：将药筒组件装在卧式镗床上，并用卧式镗床上的支撑中心架支撑药筒组件的外周圆，车药筒组件开口端的外螺纹(11)，然后在药筒组件外螺纹(11)装配部位上均匀涂抹胶液，然后将法兰与药筒组件旋合装配到位后置于18～25℃环境下固化后转去卧式镗床，并用卧式镗床上的支撑中心架支撑药筒组件的外周圆中部车加工外周圆、端面至所需尺寸形成预传爆药筒类零件；7)形成所需的传爆药筒类零件：利用钻具装夹于将步骤6)中预传爆药筒类零件的药筒另一端面，钻出法兰螺纹孔(3.1)，最后车工艺夹头(5)形成所需的传爆药筒类零件。...

【技术特征摘要】
1.一种铝合金传爆药筒类零件加工方法，其特征在于：所述铝合金传爆药筒类零件包括药筒(2)、药筒(2)一端的堵盖(1)及药筒(2)另一端的法兰(3)，所述加工方法包括如下步骤：1)成型堵盖组件(4)：采用铝棒加工成型堵盖组件(4)，堵盖组件(4)包括大头端的堵盖(1)和小头端的工艺夹头(5)，堵盖(1)的外径及厚度与药筒(2)对接处尺寸间隙配合；2)加工药筒(2)：采用铝管(6)加工成型，首先在普车上粗车铝管两端面及铝管外周圆见光，然后在卧式镗床上利用卧式镗床支架装夹铝管的内孔进行粗镗内孔(7)，接着再精车铝管外周圆及半精镗内孔、精镗内孔，最后在铝管的一端部车外周圆环带(8)且见光，利用卧式镗床的支撑中心架装夹铝管端部的环带(8)，车加工与堵盖装配的连接内孔(9)最终成型药筒；3)焊接成型预药筒组件：清理药筒和堵盖组件中堵盖焊接区域的附近区域及焊丝，然后对药筒和堵盖的焊接区域进行预热，预热后将堵盖和药筒进行装配，装配到位后采用手工氩弧焊进行定位焊接形成半药筒组件，再将半药筒组件压紧，并采用手工氩弧焊焊接环缝形成工艺焊环(20)，环缝焊完后入炉保温成型为预药筒组件；4)成型药筒组件，将预药筒组件装在卧式镗床上，并用卧式镗床上的支撑中心架支撑预药筒组件的外周圆中部，车端面工艺焊环(20)和环带(9)后形成药筒组件(10)；5)加工法兰(3)：采用铝板加工成型，首先在铝板中心处钻法兰孔(3.2)，然后车铝板外圆和端面，最后在法兰孔(3.2)内壁车与药筒组件(10)中药筒连接的内螺纹；6)组装药筒组件(10)和法兰(3)形成预传爆药筒类零件：将药筒组件装在卧式镗床上，并用卧式镗床上的支撑中心架支撑药筒组件的外周圆，车药筒组件开口端的外螺纹(11)，然后在药筒组件外螺纹(11)装配部位上均匀涂抹胶液，然后将法兰与药筒组件旋合装配到位后置于18～25℃环境下固化后转去卧式镗床，并用卧式镗床上的支撑中心架支撑药筒组件的外周圆中部车加工外周圆、端面至所需尺寸形成预传爆药筒类零件；7)形成所需的传爆药筒类零件：利用钻具装夹于将步骤6)中预传爆药筒类零件的药筒另一端面，钻出法兰螺纹孔(3.1)，最后车工艺夹头(5)形成所需的传爆药筒类零件。2.根据权利要求1所述铝合金传爆药筒类零件加工方法，其特征在于：所述步骤2)中，执行半精镗内孔、精镗内孔时，利用环形工装装夹铝管的外周圆中段；执行精镗内孔时，靠近与堵盖组件(4)中堵盖(1)焊接一端55～65mm范围内的内径比内孔其他部位的内径大0.80～0.12mm；车加工与堵盖装配的连接内孔后，对内孔进行抛光，将内孔接刀痕接平，满足内孔(7)粗糙度的要求；然后采用专用检测芯轴(16)检测内孔(7)，若专用检测芯轴(16)插入至药筒(2)底部，则合格，否则为不合格。3.根据权利要求1所述铝合金传爆药筒类零件加工方法，其特征在于：所述步骤3)中，清理药筒(2)和堵盖(1)焊接区域的附近区域及焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈妍，初敬生，王华，廖东，
申请(专利权)人：湖北三江航天江北机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42