[发明专利]一种航空材料外封严涨圈的逆向加工方法

说明书

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种航空材料外封严涨圈的逆向加工方法，通过计算并实现涨圈按自由状态下尺寸的加工，不仅使工艺设计从路线编排上更加符合涨圈的设计理念；而且还可以避开涨圈原有加工工艺中热固定开口的工序，缩短产品的生产周期，避免涨圈的回弹现象。此方法可以大大增强新型航空材料涨圈产品工艺加工的可靠性，提高质量的稳定性，也能消除涨圈封严失效的隐患。

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种航空材料外封严涨圈的逆向加工方法。

背景技术

外封严涨圈是一种自由状态下有较大开口，工作状态下通过闭合开口，使自身产生向外扩张的弹力，并与封严体内孔面紧密贴合的圆环。因密封性良好，被广泛地用作封严件。设计上为满足封严效果，获得较好的弹性，通常只规定了自由状态下的开口尺寸、封严状态下的外圆直径、封严状态下的开口尺寸和内、外圆之间壁厚。因此，为方便工艺，现有的外封严涨圈加工方法，是先将涨圈按封严状态加工圆环和开口(内、外圆留有一定的精加工余量)，通过夹具固定撑大开口，并采用高温加热的方法将开口人为地固定至自由状态下的尺寸，最后在封严状态下精加工内、外圆。虽然此加工方法工艺路线简单，但由于热固定后，涨圈会因金属材料自身的机械性能出现弹性回缩现象(又称回弹)，因此这种方法更适用于硬度较低的铜合金材料。随着现代航空制造技术的不断发展，更多新型材料如高温合金、弹簧合金钢等被更多地应用。航空材料涨圈的回弹量会随材料、结构和尺寸的不同而改变，开口撑开量就更加无法确定和控制，甚至需要二次热固定。这种情况下，此方法不仅热处理时间长，加工周期长、不可控，而且反复高温加热还会引起金属材料弹性下降，影响封严效果，导致失效隐患的存在。

发明内容

提供一种航空材料外封严涨圈的逆向加工方法，通过计算并确定出外封严涨圈自由状态下的外环直径尺寸，实现自由状态下涨圈轮廓的加工。可以避开原有工艺加工方法中热固定开口的工序，消除高温加热对产品造成的不利影响，从而达到提高外封严涨圈产品的质量稳定性和缩短产品加工周期的目的。所述的航空材料外封严涨圈的逆向加工方法，通过计算并确定出外封严涨圈自由状态下的外环直径尺寸，实现自由状态下涨圈轮廓的加工。可以避开原有工艺加工方法中热固定开口的工序，能够消除高温加热对产品造成的不利影响的工艺加工方法。

技术方案

一种航空材料外封严涨圈的逆向加工方法，具体步骤为：

步骤一、计算外封严涨圈在自由状态下的外圆直径，并留余量

根据已知的外封严涨圈自由状态下的开口尺寸L_自开、内外圆之间壁厚T、封严状态下的外圆直径D_封外和封严状态下的开口尺寸L_封开，推算出外封严涨圈自由状态下的外圆直径D_自外；

在此计算结果基础上，对涨圈内、外环在直径方向上留出一定的加工余量，

步骤二、粗车内、外圆

按照“步骤一”计算出的尺寸，粗车涨圈的内圆和外圆；

步骤三、切断

采用切削力最小的慢走丝方法，沿轴向将外封严涨圈从毛坯筒上逐个切断，切断后厚度留有0.6mm的加工余量。

步骤四、粗磨平面

采用双面研磨机，磨削外封严涨圈的上、下平面，磨后厚度留有0.4mm的加工余量。

步骤五、粗磨内环

采用内圆磨床设备加工，以外圆和一平面定位，磨削外封严涨圈的内圆，磨削后直径方向留有0.5mm－0.6mm的加工余量；

步骤六、切开口

采用慢走丝设备切或铣外封严涨圈的开口至自由状态大小；

步骤七、磨两平面