專利名稱：一種消除殼體加工應力的方法
技術領域：
本發(fā)明屬用機械加工方法，特別是一種消除殼體加工應力的方法。
背景技術：
在機械加工行業(yè)中加工易變形的薄壁零件是長久不衰的課題，焊接殼體部件的薄壁極易變形，不只是機械加工中的單純變形，它是由多種方法加工后產(chǎn)生出的各種大小、方向、分布、形式不同應力混合成層層疊加后而形成的。特別是多部件組焊而成的殼體部件，這些零件大多為鋼質板料，由激光切割直接成型，在切割過程中激光束在切口處將鋼板灼燒融化，給零件帶來較大的熱變形及熱應力。除了激光切割，還有二氧化碳切割和水下等離子切割，同樣也給零件帶來了的熱變形及熱應力。
因零件數(shù)較多，焊接時采用的是；先小部件焊接，再單板焊接，最后將單板組焊成箱體，所以殼體部件中存在著大量的焊接應力和校正應力。
除此之外，表面噴涂也會產(chǎn)生變形。
雖然消除這種應力可以采用自然時效法達到去除各種應力的目的，但這種方法由于時間長，從時間要求上是根本無法滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種消除殼體加工應力的方法，以便在多組個部件構成的殼體加工中，快速控制和消除殼體加工中的應力。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種消除殼體加工應力的方法，其方法特征是對第一次組焊部件進行熱處理退火；對經(jīng)熱處理退火后的組焊部件進行校正；對校正后的組焊部件進行熱處理去應力退火；對熱處理去應力退火后的組焊部件進行熱、冷循環(huán)處理；將所有部件組焊成本體；對本體進行熱處理退火；對熱處理退火后的本體進行校正；對校正后的本體進行再次應力退火；焊接工藝凸臺；熱處理、冷凍處理機加去應力；機加……。
所述的熱處理工藝的步驟是
第一道退火500℃±10℃保溫3小時爐冷至＜300℃，空冷、爐冷的目的是充分退火和消除因急冷造成新的應力；第二道；消除校正后產(chǎn)生的新應力，450℃±10℃保溫3小時爐冷；第三道熱處理、冷處理循環(huán)，為最后焊接做好準備，450℃±10℃保溫3小時空冷，冷處理-50℃～-60℃，保溫1.5小時空冷；第四道焊接體退火，消除焊接應力；第五道；校正后退火，消除校正新應力；第六道焊接后退火，消除焊接應力；第七道熱處理、冷處理，工藝同上。
本發(fā)明中的熱處理、冷處理的機理是氣割焊接后焊接部位在焊接過程中自然淬火，有少量殘余奧氏體存在，它是一種不穩(wěn)定組織，隨著時間和環(huán)境溫度的變化而變化，而引起尺寸的變化。從組織轉變圖知只有-50℃以下殘余奧氏體才能完全轉變。所以冷處理的目的就是消除殘余奧氏體，最大限度降低應力。
本發(fā)明的優(yōu)點是采用分部件多次熱處理消除應力退火，熱處理、冷處理循環(huán)。因為，大的部件在每次焊接過程和校正后都會有新的應力產(chǎn)生，同時在焊接過程中都存在局部組織轉變，產(chǎn)生組織轉變應力和熱應力。只有在部件焊接后及時消除應力，才能避免每次焊接應力、校正變形應力和組織轉變應力疊加，避免大的變形。熱處理冷處理循環(huán)是為了更好更徹底地消除應力，促使組織轉變過程殘余奧氏體(不穩(wěn)定組織)的轉變，避免環(huán)境條件變化而引起尺寸變化，達到穩(wěn)定尺寸的目的，為后續(xù)加工提供保證。


下面結合實施例附圖對本發(fā)明作進一步說明；圖1是消除了應力后一加工的殼體示意圖；圖2是組件1的零件101結構圖；圖3是組件1的零件102、零件103、零件104、零件105、零件106的分解圖；圖4是殼體分解圖。
圖中，1、A組件；2、B組件；3、C組件；4、N組件；5、殼體；1、零件101、零件102、零件103、零件104、零件105、零件106。
具體實施例方式如圖1所示，圖1給出了消除了應力后的并加工成型的殼體示意圖，從圖1可以看出，整個殼體5是由組件1、組件2、組件3、組件N構成；每個組件又由多個零件組成；如圖2所示，構成組件1由零件101、零件102、零件103、零件104、零件105、零件106。因此一個殼體5制作過程中的變形、應力來自多個因素。
圖2中的零件101和圖3中的零件102、零件103、零件104、零件105、零件106在形成時，已經(jīng)產(chǎn)生了變形、應力，因此，對其首先應進行熱處理退火；經(jīng)熱處理退火后的組焊部件還要校正；對校正后的零件101、零件102、零件103、零件104、零件105、零件106進行熱處理去應力退火和熱、冷循環(huán)處理；同樣道理，對組件2、組件3、組件N的每一個零件也要進行上述處理。
在對每個組件進行上述處理過程后，將組件1、組件2、組件3、組件N組成殼體5；其步驟是按零件的裝配次序完成，如圖4所示。
在進行完圖4的過程后，形成最終殼體5，然后對殼體5進行熱處理退火；對熱處理退火后的殼體進行校正；對校正后的殼體本體進行再次應力退火；最后，焊接工藝凸臺；熱處理、冷凍處理去應力；機加……成型。
當然上述的熱處理應在如下條件下進行，退火500℃±10℃，保溫3小時，爐冷至＜300℃，空冷、爐冷的目的是充分退火和消除因急冷造成新的應力；消除校正后產(chǎn)生的新應力，450℃±10℃保溫3小時爐冷；熱處理、冷處理循環(huán)，為最后焊接做好準備，450℃±10℃保溫3小時空冷，冷處理-50℃～-60℃保溫1.5小時空冷；焊接體退火，消除焊接應力；校正后退火，消除校正新應力；焊接后退火，消除焊接應力；熱處理、冷處理，工藝同上。
本發(fā)明實施過程中，為了達到更好的效果；機械加工中控制還要有控制變形的措施1、合理地安排機械加工工藝流程鉗工劃線檢查毛坯的加工余量，提供粗加工基準一粗銑基面，以基面定位粗鏜孔φ249做為半精加工的定位基準一半精加工去除了該部件大的余量，低精度的尺寸直接加工到位一熱處理，去除加工應力一噴砂，提高表面質量一表面精飾，噴涂吸波涂料一鉗工，去加工面的涂層，避免碰傷刀具一精銑基面呻鉗工，鏟刮基面，要求平面度0.03以內(nèi)一精加工各面，保證各項要求呻精飾，局部磷化。
2、適宜的切削刀具根據(jù)切削薄板件刀具的選用原理應該是圖1所示，刀尖圓弧應適當偏小，使Aa盡量小，減少擠壓量，加大刀具前角，使切削力減小，減小熱變形。刀具后角適當增大，減小后刀面與已加工表面的摩擦。但由于該部件的剛性差，材質硬，需要加工的定位基面面積大，每一把銑刀必須完成660mm×780mm的加工保證平面度0.03mm的要求(因為每一次對刀后都要產(chǎn)生0.01mm～0.015mm的對刀誤差，容易產(chǎn)生低點，對保證平面度極為不利)。所以要求刀具在耐磨的情況下盡量鋒利。該件選用的是鑲齒硬質合金銑刀，是德產(chǎn)瓦爾特萬能數(shù)控工具磨床磨制，刀具前角Y＝10°～-12°，α＝6°-8°，直徑φ＝50mm。
3、選擇合適的切削用量減小切削深度，適當?shù)脑黾忧邢魉俣?、恰當走刀量對控制工件變形十分有利。在加工基面G時選用切削深度為0,3mm～0.5mm，進給次數(shù)2-3次，主軸轉速為260轉/分鐘。
其二，在裝夾上要采用如下方式1、部件的毛坯焊接成型后，在合適的部位焊接了三個中φ30的工藝凸臺，為部件在機床上裝夾找到了施力點。
2、在進入精加工前，操作者及檢驗人員都要仔細檢查定位基面G上的平面度0.03。檢測平面度的一般方法為工件直接放在檢測平板上，用厚薄規(guī)來測量縫隙，由于該件剛性差，部件的自重使其基面很好地與平臺接觸，按此方法測量0,02mm的厚薄規(guī)是不容易塞入的。我們檢測的方法是用等高墊塊將工件墊起，用百分表反勾推檢平面度。獲得真實可靠的平面度數(shù)據(jù)。
此外，在表面精飾工藝上一般的工藝編排上表面精飾為最后一道，由于該件的特殊性，噴涂吸波涂料后對工件精度有影響(符表所示)，所以表面精飾工藝編排在精加工前。因吸波涂料非常堅硬，在噴涂吸波涂料前將需要加工的表面進行保護，待吸波涂料烘干進入機械加工前，再用手工去除易碰傷刀具的吸波涂料。
權利要求
1.一種消除殼體加工應力的方法，其方法特征是對第一次組焊部件進行熱處理退火；對經(jīng)熱處理退火后的組焊部件進行校正；對校正后的組焊部件進行熱處理去應力退火；對熱處理去應力退火后的組焊部件進行熱、冷循環(huán)處理；將所有部件組焊成本體；對本體進行熱處理退火；對熱處理退火后的本體進行校正；對校正后的本體進行再次應力退火；焊接工藝凸臺；熱處理、冷凍處理機加去應力；機加……。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種消除殼體加工應力的方法，其方法特征是所述的熱處理工藝的步驟是第一道退火500℃±10℃保溫3小時爐冷至＜300℃，空冷、爐冷的目的是充分退火和消除因急冷造成新的應力；第二道；消除校正后產(chǎn)生的新應力，450℃±10℃保溫3小時爐冷；第三道熱處理、冷處理循環(huán)，為最后焊接做好準備，450℃±10℃保溫3小時空冷，冷處理-50℃～-60℃，保溫1.5小時空冷；第四道焊接體退火，消除焊接應力；第五道；校正后退火，消除校正新應力；第六道焊接后退火，消除焊接應力；第七道熱處理、冷處理，工藝同上。
全文摘要
本發(fā)明屬用機械加工方法，特別是一種消除殼體加工應力的方法。其方法特征是對第一次組焊部件進行熱處理退火；對經(jīng)熱處理退火后的組焊部件進行校正；對校正后的組焊部件進行熱處理去應力退火；對熱處理去應力退火后的組焊部件進行熱、冷循環(huán)處理；將所有部件組焊成本體；對本體進行熱處理退火；對熱處理退火后的本體進行校正；對校正后的本體進行再次應力退火；焊接工藝凸臺；熱處理、冷凍處理機加去應力；機加……。這種消除殼體加工應力的方法，以便在多組個部件構成的殼體加工中，快速控制和消除殼體加工中的應力。
文檔編號C21D1/26GK1715426SQ20041002628
公開日2006年1月4日 申請日期2004年6月29日 優(yōu)先權日2004年6月29日
發(fā)明者漆嶸, 郭建民 申請人:西安北方光電有限公司