李曉艷 張鵬 郭榮飛

摘要：本文闡述了發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形火焰筒頭部帽罩的結(jié)構(gòu)特征、加工難點(diǎn)以及工裝的設(shè)計(jì)，針對(duì)零件成型工藝、沖孔、翻邊和車加工工藝做了具體的分析，提出了相應(yīng)的解決措施，解決了薄壁、鈑金零件雙曲面成型、大直徑高翻邊成型以及復(fù)雜型面鈑金件的車加工問(wèn)題，為此類鈑金零件的加工積累了成功的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：環(huán)形火焰筒;帽罩;成型工藝

0? 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒頭部帽罩材料為GH3536，采用環(huán)形雙曲線球面形狀，型面復(fù)雜，各部位成型回彈量不均，成型精度低;而且型面內(nèi)、外直徑均要進(jìn)行電子束焊，焊接間隙要求小于0.1mm，在車加工時(shí)只能以型面定位，由于零件壓緊狀態(tài)和自由狀態(tài)直徑差異大，裝配間隙難于控制，焊接質(zhì)量難于保證。

1? 環(huán)形火焰筒頭部帽罩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工難點(diǎn)

1.1 環(huán)形火焰筒頭部帽罩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

火焰筒頭部帽罩是由1.2mm厚的GH3536鈑料成型而成，外徑？準(zhǔn)698mm，內(nèi)徑？準(zhǔn)512mm，在零件型面頂部有24個(gè)？準(zhǔn)68mm的翻邊孔，翻邊高度為5.5mm。

1.2 環(huán)形火焰筒頭部帽罩加工難點(diǎn)

①零件成型時(shí)在內(nèi)、外型面處會(huì)出現(xiàn)斜軸向起皺或拉裂現(xiàn)象?；鹧嫱差^部帽罩起皺部位見(jiàn)圖1。

②由于零件型面復(fù)雜，材料變形量較大，在成型后造成材料回彈，無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。

③在零件24個(gè)孔口翻邊后孔口處易出現(xiàn)裂紋。

④零件有24個(gè)翻邊孔，翻邊高度相差3～4mm，零件壁厚1.2mm，且有型面要求，在弧面上翻邊，翻邊后高度不一致，修磨才能保證翻邊高度5.5～0.5mm的要求，這給手工修磨增加了難度和工作量。

2? 工藝改進(jìn)措施

2.1 火焰筒頭部帽罩型面成型工藝改進(jìn)

火焰筒頭部帽罩成型工序在零件加工過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用，在以后的鉆孔、沖孔、車加工等工序都是以這道工序所成的型面定位，型面的精準(zhǔn)程度極大地影響到整個(gè)零件的加工過(guò)程以及零件的加工質(zhì)量。

①下料時(shí)，計(jì)算出零件截面的弧長(zhǎng)，再加上兩端的直線段部分大約15mm長(zhǎng)，將坯料外圓定為？準(zhǔn)830mm，內(nèi)圓定為？準(zhǔn)390mm，使零件成型后有一定的直邊，模具通過(guò)此直邊對(duì)零件起到拉伸作用，可以減小皺褶產(chǎn)生的機(jī)率。

②零件壓型時(shí)在零件和模具表面涂一層潤(rùn)滑油，減小模具與零件之間的摩擦，避免因摩擦而產(chǎn)生的表面擦痕現(xiàn)象，防止摩擦力集中引起的局部變形。

③更改成型模具中陰模和陽(yáng)模之間的間隙1.2mm，將尺寸加工到上差1.3mm防止因拉應(yīng)力過(guò)大導(dǎo)致零件拉裂的現(xiàn)象。

2.2 火焰筒頭部帽罩成型回彈問(wèn)題工藝改進(jìn)

由于零件型面復(fù)雜，材料變形量較大，在成型后造成材料回彈量較大;內(nèi)型與外形尺寸相差較大，內(nèi)、外型的回彈量不一致，而且在型面上各個(gè)點(diǎn)的直徑不同，回彈量相應(yīng)的也就不同，對(duì)成型模的設(shè)計(jì)就帶來(lái)很大的困難。由于該零件屬于雙曲面結(jié)構(gòu)件，各個(gè)點(diǎn)的特性都不一致，因此，只能在內(nèi)、外圓處考慮修改成型模的思路。于是，利用試驗(yàn)件用按理論值設(shè)計(jì)的成型模進(jìn)行成型，從模具中取出零件后讓其自由回彈，測(cè)量外徑回彈量在2mm，內(nèi)圓回彈量在1.8mm。得到數(shù)據(jù)后，零件內(nèi)R尺寸為R55mm、R65mm，將成型模的陽(yáng)模R尺寸改為R53mm、R63.2mm;陰模根據(jù)間隙1.2mm改為R54.2mm、R64.4mm，解決了材料的回彈問(wèn)題。火焰筒頭部帽罩成型模示意圖見(jiàn)圖2。

2.3 火焰筒頭部帽罩翻邊工藝改進(jìn)

翻邊工序是火焰筒頭部帽罩加工的重要工序，由于在型面上翻邊，給翻邊工藝增加了很大的難度。

①翻邊前預(yù)翻邊孔徑的確定直接影響翻邊高度和翻邊質(zhì)量，孔徑過(guò)大，高度不夠;孔徑過(guò)小，高度過(guò)高，容易產(chǎn)生裂紋。根據(jù)翻邊后直徑？準(zhǔn)68mm的要求，結(jié)合翻邊高度5.5mm，加上R2的過(guò)渡段，計(jì)算出最小孔徑應(yīng)該加工到？準(zhǔn)57mm。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)合零件的拉伸量，給出底孔尺寸為？準(zhǔn)61mm，才能滿足最低處翻邊高度為5.5mm。

②翻邊模具的設(shè)計(jì)，起初下模中的凸模是固定的，高低不能調(diào)節(jié)，導(dǎo)致零件拉伸量很大產(chǎn)生翻邊口部拉裂。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后，將其更改為活動(dòng)的，可以隨機(jī)調(diào)節(jié)。在翻邊時(shí)，在模具上涂潤(rùn)滑油減小零件與模具之間的摩擦?；鹧嫱差^部帽罩翻邊模示意圖見(jiàn)圖3。

③更改零件翻邊前熱處理參數(shù)，零件孔口翻邊裂紋消失。更改前、后熱處理參數(shù)對(duì)照見(jiàn)表1。

2.4 火焰筒頭部帽罩車加工工藝改進(jìn)

為保證零件孔口翻邊高度，增加了車加工工序，該工序?yàn)槊闭峙c火焰筒外環(huán)對(duì)接做準(zhǔn)備，車加工尺寸的精度直接影響火焰筒組件的焊接質(zhì)量，由于此零件為薄壁鈑金成型件，因此，車床夾具的設(shè)計(jì)對(duì)車加工工序質(zhì)量有很大的影響。車床夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮型面定位、壓緊，如何保證尺寸問(wèn)題，因此，車床夾具在定位和壓緊零件時(shí)，取型面的內(nèi)、外圓兩端作為基準(zhǔn)，中間空開(kāi)，為了防止過(guò)定位引起的基準(zhǔn)不平現(xiàn)象;為了防止零件變形引起的定位誤差，將壓板改為壓環(huán);壓環(huán)內(nèi)、外徑尺寸為零件的車加工尺寸，方便車加工的測(cè)量。

3? 取得成效

通過(guò)對(duì)環(huán)形火焰筒頭部帽罩成型工藝的改進(jìn)，解決了以下問(wèn)題：①薄壁鈑金零件成型型面起皺和拉裂問(wèn)題;②薄壁鈑金零件成型時(shí)材料回彈問(wèn)題;③薄壁鈑金零件孔口翻邊裂紋問(wèn)題;④薄壁鈑金零件翻邊高度車加工問(wèn)題。

以上問(wèn)題的解決，保證了零件的加工質(zhì)量，滿足了設(shè)計(jì)要求，為此類薄壁、大直徑、高翻邊、復(fù)雜型面的鈑金零件的加工積累了成功的經(jīng)驗(yàn)。

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