[发明专利]钛合金空心薄壁长轴零件加工方法

说明书

本发明涉及一种钛合金空心薄壁长轴零件加工的工艺方法，通过采用高精度数控设备加工零件外型面，保证外形尺寸精度及形状精度；通过圆环形夹具，精加工零件两端顶尖孔，消除夹紧力对顶尖孔造成的圆度误差；使用顶尖顶紧固定零件精加工外型面，有效避免了三爪或四爪夹盘加持零件产生的装夹变形。本发明最终实现钛合金空心薄壁长轴零件加工后，零件的尺寸精度≤0.01mm，位置公差≤0.008mm，内外型面壁厚误差≤0.05mm。

技术领域

本发明涉及一种加工方法，尤其是一种高精度空心薄壁长轴钛合金零件加工方法。

背景技术

高精度钛合金空心薄壁长轴零件的加工技术一直是航空领域的技术难题，同时装夹变形、钛合金磨削烧伤控制也是行业内公认的瓶颈、风险技术。目前，长度≤500mm，外径80mm，壁厚1.5mm以内，尺寸精度≤0.01mm，位置公差≤0.008的钛合金零件多采用磨削方式加工，不仅加工效率低、资源浪费严重，而且加工精度很难保证，存在重大的产品质量隐患。

发明内容

本发明涉及一种钛合金空心薄壁长轴零件加工的工艺方法，流程简洁，可保证产品尺寸位置精度，同时提升加工效率。

本发明的具体实施步骤为：

1、加工钛合金棒料两端顶尖孔

采用普通车床，夹持零件中部，在零件一端加工顶尖孔，调转零件，再夹持零件中部，加工另一端顶尖孔；

2、粗加工外径

采用普通车床，两侧顶住零件顶尖孔，粗加工零件外径，加工后保证零件外径尺寸误差≤0.05mm；

3、加工内孔

采用普通车床，使用wf15合金材料的钻头，从两端加工零件内孔，保证加工后内孔尺寸偏差≤0.1mm，接台≤0.2mm；

4、消除应力处理

采用真空炉对零件进行消除应力处理,温升速率100～150℃/h，每升温100～150℃，保温1～1.5h，温度升至550±10℃，保温时间2.5～3h，以消除机加残余应力，减小精加工车削变形；

5、半精加工内孔

使用数控设备加工零件内孔，内孔按最终尺寸留余量2mm，并加工出顶尖孔；所述的数控设备的主轴回转精度≤0.005mm，X轴和Z轴径定位精度≤0.004mm，重复定位精度≤0.005mm；

6、半精加工外径

继续使用上述的或同等精度的数据设备，零件采用两端顶尖孔装夹，加工零件外径，保证加工后外径尺寸误差≤0.02mm，外径按最终尺寸留余量2mm；

7、精加工内孔

加工前设计并制作圆环夹具，所述的夹具内外径同轴度在0.005mm以内，夹具内孔与零件外径配合间隙≤0.015mm，夹具壁厚10±0.05mm；车削软爪，保证软爪跳动≤0.01mm，使用软爪加紧夹具，再加持零件后端直径，找正夹持部位零件跳动≤0.005mm，使用中心架夹持零件前端，找正零件前端跳动≤0.01mm后，车削零件内孔至规定尺寸，并再次加工出零件顶尖孔；

8、精加工零件外形

使用两端顶尖孔装夹，加工零件外径至要求尺寸。