[发明专利]一种多开缝衬套的加工方法

说明书

本发明提出一种多开缝衬套的加工方法，包括以下步骤：（1）选择用于制备多开缝衬套的材料为0Cr17Ni7Al；（2）基于被挤压工件结构参数对0Cr17Ni7Al棒料进行落料；（3）参照多开缝衬套设计尺寸对落料后的0Cr17Ni7Al棒料进行粗加工；（4）运用TH565热处理制度对粗加工后的棒料进行热处理；（5）热处理后的0Cr17Ni7Al棒料钻孔成型为衬套；（6）衬套割槽形成多开缝衬套。该发明生产效率高、加工精度高，能够改善被挤压工件装配孔孔壁表面质量，提高被挤压工件疲劳性能。

技术领域

本发明一种多开缝衬套加工方法，属于孔挤压强化精密加工技术领域，尤其涉及一种可以提高大型宽体客机典型结构件装配孔挤压强化的多开缝衬套加工方法。

背景技术

使用开缝衬套对被挤压工件装配孔进行挤压强化是当前飞行器制造业中较为先进的孔挤压强化技术，该技术能够使被挤压工件装配孔孔壁形成均匀的残余应力场，因此可以提高被挤压工件的疲劳强度、增加疲劳增益，延长被挤压工件的疲劳寿命。

孔挤压强化技术中使用的开缝衬套一般使用滚弯成型方法进行制作，该种衬套制作方法针对单开缝、衬套厚度薄的衬套。比如，授权公开号为：CN109108589B的中国专利文件，提供一种开缝衬套的加工方法，包括以下步骤：按照所需不锈钢开缝衬套规格要求选取原料，该原料为出厂时未经过热处理的硬料不锈钢板材，进行退火热处理，然后根据需要在辊压机上滚压整平调整厚度，经过计算排样裁切成条状待加工原料，本发明对未经热处理过厚度偏大的不锈钢板材采用热处理、先调整厚度，再经过冲切落料、冲弯碰联动成形强化，对经过热处理的不锈钢板材采用先调整厚度、再经过冲切落料、冲弯碰联动成形强化解决高强度不锈钢薄板成形难的问题。授权公开号为：CN107881309B的中国专利文件，提出一种孔挤压强化用开缝衬套和强化方法，该发明的开缝衬套由非晶合金带材制造，非晶合金为铁基非晶合金、锆基非晶合金、镍基非晶合金、钛基非晶合金、钴基非晶合金、稀土基非晶合金或者铜基非晶合金。强化的步骤如下：确定制造开缝衬套的非晶合金带材；制备开缝衬套的坯料；安装开缝衬套；挤压强化。提出的一种孔挤压强化用开缝衬套和强化方法，简化了制造工序，节省了制造工装，缩短了制造周期，降低了制造成本；对于超大或超小直径的孔，降低了开缝衬套的加工难度，避免了成形过程中材料硬化、开裂。申请公开号为CN101530873，提出了一种开缝衬套的制作工艺，其包括如下步骤：选择材料为1Cr17Ni7硬质不锈钢，壁厚0.1～0.3mm，进行酸洗，单面喷涂二硫化钼干膜润滑剂，落料，并倒角修毛刺，冲凹，即冲成V字形，然后卷成圆A，圆A套在收紧卷圆芯棒上，放入模具，冲压，得到圆B，圆B套在整形芯棒上，整形芯棒的锥度为1～3°，放入模具，冲压，整形，得到圆C，圆C的锥度为1～3°，最后卷边；二硫化钼干膜润滑剂可以在卷边后喷涂在开缝衬套的内壁；它解决了薄壁硬质材料难以成型的问题，尺寸稳定，实现稳定生产。

然而，对于多开缝、衬套厚度大的硬质材料，运用滚弯成型法制作多开缝衬套难以实现；传统的单开缝、衬套壁厚薄，孔挤压强化后衬套因壁厚薄容易发生变形，不能进行重复使用，严重增加孔挤压强化工艺成本；运用单开缝、薄壁衬套孔挤压强化后，衬套开缝处产生的凸脊高度大，容易发生凸脊根切现象，孔挤压强化后衬套开缝处产生的凸脊高度大，引起铰削量大，大的铰削量影响孔壁形成的残余应力场，从而不能显著提高被挤压工件的疲劳强度。

发明内容

发明目的：针对多开缝、衬套厚度大的硬质材料，运用滚弯成型法制作多开缝衬套难以实现；单开缝壁薄衬套孔挤压强化过程中易变形、衬套不能重复使用、挤压强化后开缝处产生的凸脊高度大、铰削量大、对孔壁形成的残余应力影响大等问题，引起孔挤压强化工艺成本大、被挤压工件疲劳强度提高不显著。为此，本发明提出一种多开缝衬套加工方法。该发明能够实现多开缝、衬套厚度大的硬质材料成型，该方法加工的多衬套硬度大、衬套壁厚，孔挤压强化过程中多开缝衬套不容易发生变形，使多开缝衬套可以重复使用，降低孔挤压强化工艺成本；衬套开设多条直缝，孔挤压强化后每条开缝处产生的凸脊高度小，铰削量小，对孔壁形成的残余应力影响小，使孔壁形成均匀的残余应力场，能够满足大型宽体客机装配性能要求。