[发明专利]一种异形封闭空腔零件的整体成型方法

说明书

本发明公开了一种异形封闭空腔零件的整体成型方法，包括以下步骤：步骤1、将砂型的型、芯同时堆积成型，砂型预留的工艺余量大于等于4倍零件理论厚度，向型砂中浇铸液态铸铝形成毛坯；步骤2、对毛坯进行热处理强化，然后对毛坯内、外型面分别进行数控初加工；步骤3、初加工完成后将管嘴等小型部件焊接在零件本体上；步骤4、管嘴焊接完成后，对零件内型面依次进行数控半精加工和精加工，然后进行密封性试验；本发明具有一体化成型、一次性满足所有工艺参数、有效保证异形封闭空腔零件的轮廓度、粗糙度、增加了零件的稳定性和可靠性、延长了零件的使用时间的有益效果。

技术领域

本发明属于零件整体成型技术领域，具体涉及一种异形封闭空腔零件的成型方法。

背景技术

异形封闭空腔零件因其具有重量轻、强度高等特点，在航空航天领域得到了广泛使用。使用在航空航天领域的异形封闭空腔零件不仅对零件表面的粗糙度有很高的要求，而且对异形封闭空腔零件的密封性、轮廓度、气动性能都有很高的要求。以往制造异形封闭空腔零件的方法大多采用直接铸造成型，直接铸造成型虽然制造工期短，但是直接铸造成型的异形封闭空腔零件的轮廓度和表面粗糙度很难达到要求；另一种制造异形封闭空腔零件的方法是将异形封闭空腔零件分部分铸造成型后，然后将各部分异形封闭空腔零件的内部尺寸加工至要求形状后，再使用大范围焊接的方法将各部分异形封闭空腔零件的外部焊接在一起实现封闭，分块铸造处理内部尺寸后再焊接封闭的方法虽然使零件的轮廓度和表面粗糙度得到了保证，但是由于大面积焊接会产生较大的内应力，在长时间的使用过程中，会造成异形封闭空腔零件发生变形，同时过长的焊缝在长时间使用后也会发生老化而出现裂缝，进而导致异形封闭空腔零件发生泄漏。为了解决传统的异形封闭空腔零件制造中存在的缺陷，本发明公开了一种异形封闭空腔零件的整体成型方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种异形封闭空腔零件的整体成型方法，实现全方位保证异形封闭空腔零件的轮廓度要求、显著提高零件外表面的粗糙度的功能，具有显著提高异形封闭空腔零件的稳定性和可靠性、有效延长零件的使用时间的效果。

本发明通过下述技术方案实现：

一种异形封闭空腔零件的整体成型方法，包括以下步骤：

步骤1、将砂型的型、芯同时堆积成型，砂型预留的工艺余量大于等于4倍零件理论厚度；向型砂中浇铸液态铸铝形成毛坯；

步骤2、对毛坯进行热处理强化，然后对毛坯内、外型面分别进行数控初加工；

步骤3、初加工完成后将管嘴等小型部件焊接在零件本体上；

步骤4、管嘴焊接完成后，对零件内型面依次进行数控半精加工和精加工，然后进行密封性试验。

步骤1中，在进行异形封闭空腔零件的铸造砂型时，保证砂型的外型轮廓和内芯同时制造，使砂型的型、芯同时堆积成型。而且为了为后续的数控加工留下足够的加工余量，减轻后续热处理的变形，因此在进行异形封闭空腔零件的铸造砂型的打印时，预留出的工艺余量至少应该大于等于4倍零件的理论厚度。砂型打印完成后，通过浇铸管道向砂型中填充高温液态铸铝，待液态铸铝凝固后形成零件毛坯。

步骤2中，根据不同用途的异形封闭空腔零件的性能要求不同，对异形封闭空腔零件毛坯进行相应的热处理，提高异形封闭空腔零件的毛坯的力学性能、物理化学性能。热处理完成后，通过数控机床依次对异形封闭空腔零件的毛坯的内、外型面进行初步加工，但是仍要预留一定的工艺余量。

步骤3中，对异形封闭空腔零件的毛坯的内、外型面的初步加工完成后，异形封闭空腔零件的毛坯的内、外型面的轮廓度初步达标，此时通过小区域焊接的方式，将如管嘴等小型部件焊接至异形封闭空腔零件的毛坯上，由于只在异形封闭空腔零件上进行小范围的焊接，因此有效避免了大范围焊接带来的应力变形和焊缝开裂，有效保证了异形封闭空腔零件的轮廓度和封闭性。