[发明专利]一种钛合金球壳的高精度机加工变形控制方法

摘要

本发明介绍了一种钛合金球壳的高精度机加工变形控制方法，包括粗加工、第一次消应力热处理、半精加工、半精加工、第二次消应力热处理、精加工。精加工时，需为半球壳的精加工设计专用的防变形工装。本发明通过分阶段加工和多次去应力热处理的加工工艺，很好的解决了钛合金机加工成型过程中的变形问题，成品率达到100%，质量达到了设计要求。本发明解决了大直径薄壁钛合金球壳机加工的变形问题，并节约了生产成本；成型方法加工成型的工件从性能和尺寸上都能达到理想的效果，成品率100%，适于推广至大规模工业化生产；很好的解决了钛合金机加工成型过程中的变形问题。

主权项

一种钛合金球壳的高精度机加工变形控制方法，钛合金球壳为大直径壁厚比，工艺路线如下：一、粗加工：根据图纸，将结束冲压的半球壳粗加工到单边2~5mm；整个机加工过程中，选取赤道部分的直边段小平面作为基准；粗加工先车外圆；车外圆时由于球壳壁厚较厚，故无需使用防变形工装；粗加工内球壳时，在外球壳上点焊一圆筒做为装卡工装，圆筒的直径200mm~300mm，长度在100mm~200mm之间；切削时使用刀具几何参数为：刀具前角γ0取5°~15°、后角α0≥15°、主偏角Kr和负偏角K’r分别取30°~45°和10°~15°，刃倾角λs取3°~5°，切削时采用较低的切削速度，控制钛合金的切削时温度不应超过550℃；切削加工钛合金选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料；二、第一次消应力热处理：退火在真空热处理炉中进行，退火时间约为2～4小时，退火温度在600℃到900℃之间；三、半精加工：第一次去应力退火完成后，对球壳进行半精加工，加工至单边0.5~2mm，半精加工的装卡工装与粗加工时相同；四、第二次消应力热处理：在真空热处理炉中进行，退火时间约为2～4小时，退火温度在600℃到900℃之间；五、精加工：二次去应力退火后，将验证球最终精加工到位，在精车外球面之前，在球壳内球面直边段处点焊一个与球壳内径相同的圆板做为防变形工装，先将外球壳精加工到位，最后加工内球壳到位，制备得到所需产品。