本发明专利技术公开了一种高精度薄壁高温合金材料管接口的加工方法，包括，步骤一，装夹管接口组件，采用装夹板与管接口组件焊接，其中，所述装夹板包括基座、肋板、立板和压板，立板的一个侧端面与安装板的下端面之间形成一条间隙后沿着安装板的周向轮廓间隔焊接，压板压紧在安装板的上端面，然后通过基座与机床工作台连接；步骤二，铣削和镗削管接口，铣削对象是管接口的内型面、外型面，铣削时，采用粗铣、半精铣和精铣的组合方式；镗削对象是管接口的内孔，镗削时，采用粗镗、半精镗和精镗的组合方式。本发明专利技术有效降低了薄壁件加工过程变形量，达到机加尺寸的有效控制，提高了加工合格率，减少了刀具的消耗。刀具的消耗。刀具的消耗。
【技术实现步骤摘要】
高精度薄壁高温合金材料管接口的加工方法
[0001]本专利技术属于航空航天机械加工
，特别是一种高精度薄壁高温合金材料管接口的加工方法。
技术介绍
[0002]如图1所示，为一种航空散热器系统用高精度薄壁高温合金材料管接口零组件，该零组件的特点是形状不规整，管嘴尺寸大，管嘴接口距焊缝距离近，零组件在结构上属于薄壁件，焊接后组合件存在应力，应力释放后易产生变形，尺寸精度变化大，且薄壁件机械加工过程易产生加工变形和振刀，导致尺寸、表面质量的保证难度增大，最终的结果是不仅生产合格率极低(合格率不足50％)，同时切削刀具消耗大。
[0003]具体来说，该管接口零组件采用的材料是GH3625，属于固溶强化镍基高温合金，铣削加工此材料零组件的难点在于以下几个方面：
[0004]1.GH3625塑性好、强度高，高温时仍有较高强度。
[0005]2.切削时切削力大，切削硬化严重，设备切削过程消耗切削功大。
[0006]3.GH3625导热系数差，因此刀具切削部位(刀具切削刃周围)的切削温度高，在高温作用下切削刀具粘接磨损和扩散磨损加剧，容易使得刀刃产生细微裂纹，而最终引起崩刃。
[0007]4.GH3625在刀具切削过程粘结倾向大，极易产生积削瘤，切削温度高，粘刀现象严重，刀具切削刃极易磨损。
[0008]5.GH3625在加工过程中振刀显著。
[0009]另一方面，从零组件的结构上来看，其加工难点表现在以下方面：
[0010]1.零组件结构属于空心薄壁系列、管接口铣削加工部位距可固定装夹位置较远，工件在定位装夹中难以实现刚性支撑。
[0011]2.零组件管接口加工要素的尺寸、形状精度要求高，零件壁薄空心，使得切削振动剧烈，加工表面质量太差。
[0012]3.零组件结构是焊接后的组合件,管接口(精加工部位)距焊缝距离近，存在热影响变化的作用应力，应力释放后易产生变形，尺寸变化大，热影响带来切削力不平稳,加工振刀显著。
[0013]基于上述原因，有必要在加工过程中采用一系列针对性措施。
技术实现思路
[0014]为解决上述问题，本专利技术旨在提供一种高精度薄壁高温合金材料管接口的加工方法，有效降低薄壁件加工过程变形量，达到机加尺寸的有效控制，提高加工合格率，减少刀具的消耗。
[0015]本专利技术是通过如下技术方案予以实现的：
[0016]高精度薄壁高温合金材料管接口的加工方法，所述管接口与安装板、接口壳体组
成管接口组件，管接口、安装板、接口壳体的材料为GH3625，接口壳体为变截面、空心薄壁结构，接口壳体的两端分别与安装板和管接口连接，且接口壳体截面由安装板一端逐渐缩小直至与管接口焊接，管接口的内型面、外型面和内孔为待加工位置，加工方法包括，
[0017]步骤一，装夹管接口组件，采用装夹板与管接口组件焊接，其中，所述装夹板包括基座、肋板、立板和压板，立板垂直连接在基座上，肋板同时与基座、立板相连，肋板的截面从靠近管接口的一端指向远离管接口的另一端方向逐渐增大，且立板的一个侧端面与安装板的下端面之间形成一条间隙后沿着安装板的周向轮廓间隔焊接，压板压紧在安装板的上端面，然后通过基座与机床工作台连接；
[0018]步骤二，加工管接口，包括铣削和镗削，其中，
[0019]铣削对象是管接口的内型面、外型面，铣削时，采用粗铣、半精铣和精铣的组合方式；
[0020]镗削对象是管接口的内孔，镗削时，采用粗镗、半精镗和精镗的组合方式。
[0021]进一步，所述步骤一中，立板的侧端面面积大于安装板的下端面面积，且立板的侧端面与安装板的下端面采用点焊方式连接，焊点沿着安装板的周向轮廓线等间隔布置。
[0022]进一步，所述步骤一中，立板的侧端面精度取IT5～IT6，粗糙度取0.63～0.08μm，平面度0.55～0.03mm，平面度误差Μ
工
＝0.55～0.03mm，立板的侧端面与安装板的下端面之间的间隙厚度C＝5～10mm。
[0023]进一步，所述步骤二之前，还包括向立板侧端面与安装板下端面之间的间隙、接口壳体和管接口空腔中填充具备支撑功能和吸振功能的材料。
[0024]进一步，所述步骤二中，粗铣速度V
C
＝15～35m/min，精铣速度V
C
＝30～50m/min，粗铣进给量F
粗
＝0.2～0.4mm/Z，精铣进给量F
精
＝0.08～0.18mm/Z，分层铣削时每层切深取0.3～1.5mm，铣削时采用圆弧轨迹切线切入，切入圆弧轨迹取R＝8～20mm。
[0025]进一步，所述步骤二中，铣削和镗削的刀具材料采用超细微粒硬质合金材料棒材，棒材中主要元素的质量百分比为：钨87％，钴12％，且棒材中粉末颗粒直径≤0.005mm，硬度HV≥1600。
[0026]进一步，所述步骤二中，铣削和镗削的刀具表面有镀层，且镀层为钛铝氮硅，镀层的厚度为0.002mm～0.005mm。
[0027]进一步，所述步骤二中，铣削和镗削的刀具几何参数满足：刀具前角取3
°
～10
°
，刀具后角为3
°
～15
°
,螺旋角为35
°
～65
°
，刀尖圆角取R
粗
＝5.5mm～0.5mm，R
精
＝1mm～0.1mm，切削刃取Z＝3～8。
[0028]进一步，所述步骤二中，铣削和镗削的刀具夹持满足刀具伸出长度δ小于7倍刀具最小直径D
刀
，刀具组合体圆跳动量η≤0.01mm。
[0029]进一步，所述步骤二中，铣削和镗削的机床设计制造符合ISO国际标准，重复定位精度X/Y/A/C轴定位精度≤零件被加工要素尺寸精度的1/3～1/5，机床位置精度验收标准采用VDI/3441，机床几何精度按金属切削机床通则JB2670
‑
82和ISO230
‑1‑
96执行，机床开机加工前，预运行0.3～0.5小时,主轴转速S300～S2000转/分，进给量F300～F2000mm/分，加工行程X/Y/Z＝X最大/Y最大/Z100～300，机床主轴旋转精度L≤0.006mm，加工基准与编程基准重合，X、Y重合度误差ε≤0.01mm。
[0030]本专利技术的加工方法解决了散热器系统产品中高精度、薄壁、异型高温合金材料管
接口零组件质量稳定性差的技术难题，通过优化加工工步、合理设计工装定位要求、优化选用刀具几何参数、优化加工切削参数和预留量等措施，减少薄壁零件加工过程的变形量，达到机加尺寸的有效控制。
[0031]本专利技术的加工方法有以下特点：
[0032](1)针对管接口零组件的材料和结构特点，采用粗铣外型面、内型面
→
半精铣外型面、内型面
→
精铣外型面、内型面，然后粗镗、半精本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.高精度薄壁高温合金材料管接口的加工方法，所述管接口(3)与安装板(1)、接口壳体(2)组成管接口组件，管接口(3)、安装板(1)、接口壳体(2)的材料为GH3625，接口壳体(2)为变截面、空心薄壁结构，接口壳体(2)的两端分别与安装板(1)和管接口(3)连接，且接口壳体(2)截面由安装板(1)一端逐渐缩小直至与管接口(3)焊接，管接口(3)的内型面、外型面和内孔为待加工位置，其特征在于：加工方法包括，步骤一，装夹管接口组件，采用装夹板与管接口组件焊接，其中，所述装夹板包括基座(7)、肋板(6)、立板(5)和压板(4)，立板(5)垂直连接在基座(7)上，肋板(6)同时与基座(7)、立板(5)相连，肋板(6)的截面从靠近管接口(3)的一端指向远离管接口(3)的另一端方向逐渐增大，且立板(5)的一个侧端面与安装板(1)的下端面之间形成一条间隙后沿着安装板(1)的周向轮廓间隔焊接，压板(4)压紧在安装板(1)的上端面，然后通过基座(7)与机床工作台连接；步骤二，加工管接口(3)，包括铣削和镗削，其中，铣削对象是管接口(3)的内型面、外型面，铣削时，采用粗铣、半精铣和精铣的组合方式；镗削对象是管接口(3)的内孔，镗削时，采用粗镗、半精镗和精镗的组合方式。2.根据权利要求1所述的高精度薄壁高温合金材料管接口的加工方法，其特征在于：所述步骤一中，立板(5)的侧端面面积大于安装板(1)的下端面面积，且立板(5)的侧端面与安装板(1)的下端面采用点焊方式连接，焊点沿着安装板(1)的周向轮廓线等间隔布置。3.根据权利要求1所述的高精度薄壁高温合金材料管接口的加工方法，其特征在于：所述步骤一中，立板(5)的侧端面精度取IT5～IT6，粗糙度取0.63～0.08μm，平面度0.55～0.03mm，平面度误差Μ
工
＝0.55～0.03mm，立板(5)的侧端面与安装板(1)的下端面之间的间隙厚度C＝5～10mm。4.根据权利要求1所述的高精度薄壁高温合金材料管接口的加工方法，其特征在于：所述步骤二之前，还包括向立板(5)侧端面与安装板(1)下端面之间的间隙、接口壳体(2)和管接口(3)空腔中填充具备支撑功能和吸振功能的材料。5.根据权利要求1所述的高精度薄壁高温合金材料管接口的加工方法，其特征在于：所述步骤二中，粗铣速度V
C
＝15～35m/min，精铣速度V
C
＝30～50m/m...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕仕强，葛光荣，王阳，
申请(专利权)人：贵州永红航空机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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