[发明专利]一种高精度结构开放式薄壁钛合金零件的加工方法

说明书

本发明涉及一种高精度结构开放式薄壁钛合金零件的加工方法。本发明通过合理的工艺路线：从铸造成型、粗加工外形、深冷处理，到半精加工外形、过孔及螺纹孔加工、深冷处理，最后到精加工，实现了高精度结构开放式薄壁钛合金零件的加工。本发明采用深冷处理作为零件的热处理方式，通过工艺试验确定参数，将零件放入深冷处理设备中，充入液氮，分阶段到达‑80℃、‑180℃，分别浸泡两小时后再缓慢升温，如此循环两次，即可在不降低钛合金原有硬度的基础上提高其韧性和切削性能，在变形量小的情况下较为彻底地去除零件内应力，保证零件的精度。

技术领域

本发明涉及一种高精度结构开放式薄壁钛合金零件的加工方法，属于产品成型及加工技术领域。

背景技术

随着苛刻工况对零件精度及稳定性要求的提高，相应的工艺技术也日臻复杂。在加工一些形状不规则、结构开放式的零件时经常会遇到这样的问题：每一道工序完成后，零件都会有变形的情况产生，不仅尺寸会发生变化，位置和形状公差也难以控制。解决此类问题，以往都是采取多道加工工序，减少每道工序的加工量，并在每道工序后增加一道热处理工序，以消除加工应力。这种方式对于加工余量大的零件必然有工序多、周期长的弊端。而且对于薄壁、结构开放的钛合金零件，每次热处理工序后，由于加工应力释放且结构开放，变形量都比较大。即使最后余量留的很小，也无法保证变形量在期望的范围内。所以，开展薄壁、结构开放式钛合金零件的变形控制技术的研究，掌握加工工艺技术方法，提高零部件稳定性及设备的性能迫在眉睫。

众所周知，影响零件尺寸稳定性的主要因素是残余应力的大小及微观组织结构的稳定性，如果在加工过程中残余应力大、微观组织不稳定，将会导致零件宏观尺寸产生较大的变化。一般生产制造过程难以通过改变零件材料微观组织结构的方式来控制零件的变形，解决此类问题比较可行的方法是采用合理的热处理方式及工艺路线。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于高精度结构开放式薄壁钛合金零件的加工方法。

一种高精度结构开放式薄壁钛合金零件的加工方法，采用铸造成型-粗加工外形-深冷处理-半精加工外形-过孔及螺纹加工-深冷处理-精加工的工艺路线，具体包括步骤：

(1)按零件铸造图纸要求铸造零件；

(2)用立式加工中心初步去除外形大部分余量，钻镗销孔，销子孔定位后在车床上去除内孔大部分余量；

(3)将工件放入深冷处理设备进行深冷处理；

(4)用立式加工中心加工零件非关键外形到最终尺寸；

(5)研磨结合面，钻镗销孔，保证两件相符，销子孔定位后用车床半精加工内孔；

(6)用立式光学镗铣床加工两侧过孔及螺纹底孔，钳工攻丝去毛刺处理；

(7)将工件放入深冷处理设备进行深冷处理；

(8)研磨结合面，钻镗销孔，保证两件相符，销子孔定位后组合加工内孔到尺寸，采用专用研磨工装研磨关键平面，达到图纸最终尺寸、公差要求。

步骤(3)和(7)中所述深冷处理，是指将工件放入深冷处理设备中，充入液氮，分阶段到达-80℃、-180℃，分别浸泡两小时后再缓慢升温，循环多次。

本发明采用深冷处理作为热处理方式，克服传统的热处理方法不能彻底消除零件内部残余应力、产生较大变形的缺点，能够有效消除零件内部残余应力，改善应力分布提高力学性能，减小应力释放引起的材料变形，提高了零件的加工质量，保证了零件在加工之后的尺寸精度。

附图说明

图1为本发明实施例零件极轴陀螺支架形状三维示意图。

图2、图3为本发明实施例零件极轴陀螺支架技术要求图。

具体实施方式