一种超大直径薄壁Y形环加工方法与流程

本发明涉及一种超大直径薄壁y形环加工方法，属于装夹定位及变形。

背景技术：

1、贮箱是运载火箭和导弹武器的重要组成部分，需要承受燃料内压、轴向压力、扭曲抗力以及飞行过程中的过载冲击。其中y形环与贮箱筒段、箱底、短壳三个部件焊接，起到了连接作用。y形环属于外形准确度要求较高、尺寸较大、曲率半径较大的框类y形环。

2、运载火箭的y形环传统制造工艺采用钣金成形，此工艺方法存在较多问题：残余应力较大，存在回弹现象，在成形过程中截面形状会发生畸变和工件扭曲。新一代运载火箭ф5m级y形环制造工艺采用精加工时用内形支撑胎的装夹方法，此方法针对ф10m级过渡环支撑难度大，无法实现变形控制。对于薄壁大直径类y形环，装夹定位和变形控制是影响机械加工精度的重要因素，现有技术并无解决办法。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种超大直径薄壁y形环加工方法，有效实现变形控制。

2、本发明解决技术的方案是：

3、一种超大直径薄壁y形环为y形回转体加工方法，y形环为y形回转体，直径为10m级，内部为空腔结构，在端部无封口，包括：

4、粗车y形环基准面：

5、y形环与工作台贴合面的间隙不大于3mm，采用内外挤压的方式装夹y形环；车削上端面至表面粗糙度不大于25μm，将上端面作为基准面；

6、粗车y形环内外圆：

7、将基准面贴合工作台；对y形环进行找正，内压上端面，粗车y形环外表面至表面粗糙度不大于25μm后记录外圆直径值；

8、外压上端面，粗车y形环内表面至表面粗糙度不大于25μm后记录内圆直径值；

9、对粗车后的y形环进行去除内应力振动，y形环加速度控制在30-70m/s2；

10、进一步粗车y形环内外形：

11、在y形环底部连接螺杆以拉紧y形环，在y形环内外形上车出工艺压边；

12、通过压板压制内形工艺压边，车削y形环的外形；倒换压板压制外形工艺压边，车削y形环的内形；加工过程中多次内外倒换压板的装夹方式，内外形分层车削，多次交叉去除余量，使内外形均匀去量，每次车削去除余量2-3mm，直至剩余单边余量8-10mm；

13、对进一步粗车后的y形环进行去除内应力振动，y形环加速度控制在30-70m/s2；

14、半精车y形环内外形：

15、通过压板压制内形工艺压边，半精车过程中多次内外倒换压板的装夹方式，内外形分层车削，多次交叉去除余量，使内外形均匀去量，每次车削去除余量2-3mm，直至剩余单边余量4-5mm；

16、对半精车加工后的y形环进行去除内应力振动，y形环加速度控制在30-70m/s2；

17、精车y形环内外形至最终尺寸：

18、通过压板压制内形工艺压边，精车过程中多次内外倒换压板的装夹方式，内外形分层车削，多次交叉去除余量，使内外形均匀去量，每次车削去除余量0.5-1mm，精车机床主轴转速3-4r/min，刀具进给速度0.2-0.3mm/r，每刀进给量0.5-1mm。

19、进一步的，y形环内外侧各用30-50个与工作台连接的压板顶紧y形环内外圆。

20、进一步的，对y形环进行找正时，调整y形环与机床工作台回转中心重合，具体为：选在工作台对称四点处安装导向定位块，四个导向定位块内表面距离相应位置处的y形环基准圆距离一致，沿着四个定位块将y形环放置于位于工作台的垫板上。

21、进一步的，粗车内外圆时，车床主轴转速4-6r/min，刀具进给速度0.3-0.5mm/r，每刀进给量2-3mm。

22、进一步的，对粗车后的y形环进行去除内应力振动时，控制振动频率在20-40hz，y形环振动幅度2-4mm。

23、进一步的，进一步粗车y形环内外形时，机床主轴转速4-6r/min，刀具进给速度0.4-0.5mm/r，每刀进给量2-3mm。

24、进一步的，进一步粗车y形环内外形时，在y形环底部钻制不少于16-24个深30-40mm的螺纹孔，将螺杆拧至螺纹孔中拉紧y形环。

25、进一步的，对进一步粗车后的y形环进行去除内应力振动时，控制振动频率在40-70hz，y形环振动幅度3-5mm。

26、进一步的，半精车y形环内外形时，机床主轴转速3-4r/min，刀具进给速度0.3-0.4mm/r，每刀进给量1-1.5mm。

27、进一步的，对半精车加工后的y形环进行去除内应力振动时，控制振动频率在70-100hz，y形环振动幅度4-7mm。

28、本发明与现有技术相比的有益效果是：

29、(1)本发明加工过程中多次采用振动时效处理方法，能够使应力得到有效释放；

30、(2)本发明采用两次粗加工，一次半精加工逐步去除加工余量，有效控制加工变形，实现高精度加工。

技术特征：

1.一种超大直径薄壁y形环为y形回转体加工方法，其特征在于，y形环为y形回转体，内部为空腔结构，在端部无封口，包括：

2.根据权利要求1所述的一种超大直径薄壁y形环加工方法，其特征在于，y形环内外侧各用30-50个与工作台连接的压板顶紧y形环内外圆。

3.根据权利要求1所述的一种超大直径薄壁y形环加工方法，其特征在于，对y形环进行找正时，调整y形环与机床工作台回转中心重合，具体为：选在工作台对称四点处安装导向定位块，四个导向定位块内表面距离相应位置处的y形环基准圆距离一致，沿着四个定位块将y形环放置于位于工作台的垫板上。

4.根据权利要求1所述的一种超大直径薄壁y形环加工方法，其特征在于，粗车内外圆时，车床主轴转速4-6r/min，刀具进给速度0.3-0.5mm/r，每刀进给量2-3mm。

5.根据权利要求1所述的一种超大直径薄壁y形环加工方法，其特征在于，对粗车后的y形环进行去除内应力振动时，控制振动频率在20-40hz，y形环振动幅度2-4mm。

6.根据权利要求1所述的一种超大直径薄壁y形环加工方法，其特征在于，进一步粗车y形环内外形时，机床主轴转速4-6r/min，刀具进给速度0.4-0.5mm/r，每刀进给量2-3mm。

7.根据权利要求1所述的一种超大直径薄壁y形环加工方法，其特征在于，进一步粗车y形环内外形时，在y形环底部钻制不少于16-24个深30-40mm的螺纹孔，将螺杆拧至螺纹孔中拉紧y形环。

8.根据权利要求1所述的一种超大直径薄壁y形环加工方法，其特征在于，对进一步粗车后的y形环进行去除内应力振动时，控制振动频率在40-70hz，y形环振动幅度3-5mm。

9.根据权利要求1所述的一种超大直径薄壁y形环加工方法，其特征在于，半精车y形环内外形时，机床主轴转速3-4r/min，刀具进给速度0.3-0.4mm/r，每刀进给量1-1.5mm。

10.根据权利要求1所述的一种超大直径薄壁y形环加工方法，其特征在于，对半精车加工后的y形环进行去除内应力振动时，控制振动频率在70-100hz，y形环振动幅度4-7mm。

技术总结
本发明涉及一种超大直径薄壁Y形环加工方法，Y形环为Y形回转体，直径为10m级，内部为空腔结构，在端部无封口，包括：粗车Y形环基准面；粗车Y形环内外圆；对粗车后的Y形环进行去除内应力振动，Y形环加速度控制在30‑70m/s<supgt;2</supgt;；进一步粗车Y形环内外形；对进一步粗车后的Y形环进行去除内应力振动，Y形环加速度控制在30‑70m/s<supgt;2</supgt;；半精车Y形环内外形；对半精车加工后的Y形环进行去除内应力振动，Y形环加速度控制在30‑70m/s<supgt;2</supgt;；精车Y形环内外形至最终尺寸。本发明采用两次粗加工，一次半精加工逐步去除加工余量，有效控制加工变形，实现高精度加工。

技术研发人员：陈文婷,焉嵩,陈国良,孙长征,李延民,高彦军,章勇,毕煌圣,崔鑫,张玉强,张海洋,李玲辉,贾浩洲,熊良钊,王逸杰,容伟,耿中华,霍福帅,郭娇,黄继刚
受保护的技术使用者：首都航天机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16