薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114290005A(43)申请公布日2022.04.08(21)申请号202210183541.7(22)申请日2022.02.25(71)申请人中国船舶重工集团公司第十二研究所地址713102陕西省咸阳市兴平市西城区金城路西段(72)发明人刘海涛张卫国胡博李智邓斌焦晓慧姚进军陈喜锋齐丽娜(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人弓长(51)Int.Cl.B23P15/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置及控制方法(57)摘要本发明公开了一种薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置，包括内径支撑工装和外径控制工装，内径支撑工装和外径控制工装均由支撑架、可调螺栓和随形顶板组成，支撑架为筒状网格化结构，可调螺栓呈矩阵状分布在支撑架上，随形顶板安装在可调螺栓自由端端部，随形顶板为弧形板，随形顶板的曲率半径与钛合金焊接筒体半径相同。本发明还公开薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置的控制方法，包括采用该机加工变形控制装置，结合热处理，对钛合金筒体依次进行校形处理、粗加工、第一次定型热处理、半精加工、第二次定型热处理和精加工，实现了对钛合金筒体加工过程中外形尺寸的动态调整和小区域变形的精确控制。CN114290005ACN114290005A权利要求书1/2页1.一种薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置，其特征在于，包括内径支撑工装(1)和外径控制工装(2)，内径支撑工装(1)和外径控制工装(2)均由支撑架、可调螺栓和随形顶板组成，支撑架为筒状网格化结构，可调螺栓呈矩阵状分布在支撑架上，随形顶板安装在可调螺栓自由端端部，随形顶板为弧形板，随形顶板的曲率半径与钛合金焊接筒体半径相同。2.根据权利要求1所述的一种薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置，其特征在于，所述支撑架由环筋和纵筋交错连接组成，可调螺栓安装在环筋和纵筋的交错点上，与支撑架螺纹连接，随形顶板与可调螺栓螺纹连接。3.根据权利要求2所述的一种薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置，其特征在于，所述内径支撑工装(1)由支撑架A(11)、可调螺栓A(12)和随形顶板A(13)组成，支撑架A(11)由环筋A(111)和纵筋A(112)交错焊接组成，可调螺栓A(12)安装在环筋A(111)和纵筋A(112)的交错点上，随形顶板A(13)设置在支撑架A(11)外部，与可调螺栓A(12)自由端螺纹连接。4.根据权利要求2所述的一种薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置，其特征在于，所述外径控制工装(2)由支撑架B(21)、可调螺栓B(22)和随形顶板B(23)组成，支撑架B(21)由环筋B(211)和纵筋B(212)交错焊接组成，可调螺栓B(22)安装在环筋B(211)和纵筋B(212)的交错点上，随形顶板B(23)设置在支撑架B(21)内部，与可调螺栓B(22)自由端螺纹连接。5.根据权利要求1所述的一种薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置，其特征在于，所述支撑架的壁厚是钛合金焊接筒体壁厚的1.5～2.5倍。6.一种薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，筒体校形处理，将内径支撑工装(1)安装在筒体内部，调节可调螺栓A(12)使筒体的外径尺寸达到焊接件外圆超差小于1mm，然后将钛合金焊接筒体连同内径支撑工装(1)一起进行真空退火校形处理；步骤2，对钛合金筒体进行粗加工，先粗加工车筒体外圆，然后拆除内径支撑工装(1)，将外径控制工装(2)安装在筒体外圆上，随形顶板B(23)外侧面与筒体外圆相贴合，粗加工车筒体内圆，粗加工筒体内孔预留加工量为2mm～3mm；步骤3，对筒体粗加工结束后，将筒体带内径支撑工装(1)一起放进热处理炉中进行第一次定型热处理；步骤4，对钛合金筒体进行半精加工，先车筒体外圆，然后拆除内径支撑工装(1)，将外径控制工装(2)安装在筒体外圆上，车筒体内圆，筒体内孔预留加工量为1mm～1.5mm；步骤5，将筒体带内径支撑工装(1)一起放进热处理炉中进行第二次定型热处理；步骤6，对钛合金筒体进行精加工，先将外径控制工装(2)安装在筒体外圆上，车筒体内圆，达到图纸要求后，再将内径支撑工装(1)安装在筒体内部，车筒体外圆，以达到图纸要求。7.根据权利要求6所述的一种薄壁钛合金焊接筒体的机加工变形控制装置的控制方法，其特征在于，所述真空退火校形处理、第一次定型热处理和第二次定型热处理的工艺相同，均是将钛合金焊接筒体连同内径支撑工装(1)一起放入真空热处理炉中，以140℃00～2CN114290005A权利要求书2/2页160℃00的速率升温到600℃～750℃，保温120mi