[发明专利]单铰型钛合金膜片车加工方法

说明书

本发明涉及单铰型钛合金膜片车加工方法，属于液体火箭发动机制造领域；提出先光整无刻痕一面、后加工刻痕一面的加工方法，消除毛坯剩余厚度一致性差导致的剩余厚度不均匀；提出尾顶辅助支撑、特殊车刀加工的方式，减小切削力对膜片变形的影响；提出合理的切削参数，控制膜片加工中的变形量。通过对装夹方式、车削方式、切削参数的控制，实现刻痕状态控制的目的，设计专用工装，解决0.3mm薄片端面刻痕车削的装夹问题；保证同批次膜片破裂压力值散差稳定在名义值±10％以下。

技术领域

本发明属于液体火箭发动机制造领域，涉及单铰型钛合金膜片车加工方法。

背景技术

膜片是液体火箭发动机推进剂贮存供应系统中的关键零件，将推进剂贮存系统与下游阀门隔开。为防止破裂时掉屑，在膜片上预制一定形状和深度的刻痕。在当上游压力达到预定值时，膜片沿刻痕破裂，使推进剂进入下游管路。单铰型膜片的刻痕分布在圆周约300°范围内，未破裂部分起到了“铰链”的作用，因此称之为“单铰型膜片”。因考虑系统安全性和工作可靠性，膜片的破裂压力值范围较小。由于膜片是一次性工作零件，其破裂压力只能抽检，主要由剩余厚度和刻痕状态保证，刻痕剩余厚度一致性直接决定膜片破裂压力一致性。车加工刻痕具有工艺方法简便、剩余厚度一致性好的特点，但因刻痕为非完整圆端面槽，且膜片毛坯厚度只有0.3mm，利用车床实现膜片刻痕的精密加工有一定难度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出单铰型钛合金膜片车加工方法，解决了单铰型钛合金膜片刻痕车加工问题，解决乐0.3mm薄片端面刻痕车削的装夹问题。

本发明解决技术的方案是：

单铰型钛合金膜片车加工方法，包括如下步骤：

步骤一、将平端面底座轴向水平放置，将待加工膜片嵌入在平端面底座大径端面的凹槽中；

步骤二、将平端面压紧套沿轴向从平端面底座的大径端套在平端面底座外壁；实现平端面压紧套压紧待加工膜片；

步骤三、通过平端面压紧套的通孔对待加工膜片的待加工面进行无刻痕加工；

步骤四、拆除平端面底座和平端面压紧套，将无刻痕加工后的待加工膜片嵌入刻痕压紧套内腔的凹槽中；

步骤五、将刻痕底座沿轴向伸入刻痕压紧套的内腔中，实现对无刻痕加工后的待加工膜片的压紧；

步骤六、将顶杆穿过刻痕压紧套的通孔压紧无刻痕加工后的待加工膜片的待加工面；

步骤七、将刀片安装在刀杆上，通过刀片的刀尖绕顶杆实现对无刻痕加工后的待加工膜片的弧形刻痕加工。

在上述的单铰型钛合金膜片车加工方法，所述步骤一中，平端面底座为台阶状柱体结构；平端面底座采用不锈钢材料；平端面底座大径端面凹槽的槽深为0.2mm。

在上述的单铰型钛合金膜片车加工方法，所述步骤二中，平端面压紧套为中空柱状结构；平端面压紧套采用黄铜材料；平端面压紧套内腔的侧壁与平端面底座的外壁螺纹配合；平端面压紧套内腔的轴向端面设置有通孔，实现在压紧待加工膜片的同时将待加工膜片的代加工面露出。

在上述的单铰型钛合金膜片车加工方法，所述步骤三中，进行无刻痕加工时，通过机床装夹平端面底座的小径端，实现找正端面径向跳动量在0.002mm以内。

在上述的单铰型钛合金膜片车加工方法，所述无刻痕加工的形状为柱状凹槽，柱状凹槽的深度为0.1mm，直径为18.8mm。

在上述的单铰型钛合金膜片车加工方法，所述步骤四中，刻痕压紧套为中空柱状结构；刻痕压紧套采用不锈钢材料；刻痕压紧套内腔的轴向端面设置有凹槽，实现待加工膜片的嵌入；刻痕压紧套内腔的轴向端面设置有通孔，实现将待加工膜片的待加工面露出。