CN108381124B - 一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空发动机和燃气汽轮机领域，特别涉及一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，包括制备半成品组合块步骤和切割成型步骤，所述制备半成品组合块步骤为：将瓦块毛坯经过机械加工处理，制得半成品组合块，所述半成品组合块上具有至少两个与瓦块成品外形尺寸相同的凸块，所述凸块上具有若干凸起部件和若干掺混孔，所述切割成型是切割所述半成品组合块，分离凸块与半成品组合块，制得独立的瓦块半成品，使得一次加工流程可制备多个浮动壁瓦块，且浮动壁瓦块上的凸起部件的加工精度和位置度较高，减少了浮动壁瓦块的制备周期，提高了生产效率，也克服了原有整体铸造浮动壁瓦块的方法存在的技术问题。

Description

一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法

技术领域

本发明涉及航空发动机和燃气汽轮机领域，特别涉及一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法。

背景技术

浮动壁是发动机燃烧室中非常重要的零件之一，一般装配于火焰筒内壁外侧和外壁内侧，用于将高温燃气与火焰筒内、外壁隔开，在火焰筒和浮动壁之间形成冷却气流通道，降低火焰筒壁温度，浮动壁一般由若干整体呈圆弧状的浮动壁瓦块组合而成，浮动壁瓦块上设置有若干连接螺柱、定位柱、加强筋等。

目前，在航空发动机或燃气轮机领域，为了保证浮动壁瓦块与火焰筒之间的持久稳定连接，浮动壁瓦块上的连接螺柱、定位柱与浮动壁瓦块的弧形面之间不适于采用组装式的结构，同时，浮动壁瓦块的弧形侧壁一般只有1-2mm的厚度，采用常规的机械加工方式不容易装夹定位，采用钢板材料柔性过大，达不到零件的使用强度，所以，目前的火焰筒浮动壁瓦块一般都采用单件整体铸造成型的方式制得，一次铸造成型浮动壁瓦块上的连接螺柱、定位柱、加强筋等，再通过一定的机械加工手段完成其上例如用于引导冷空气的气膜孔、用于辅助燃料和空气混合燃烧的掺混孔等孔状结构的加工，但是，由于铸造过程容易受金属流动性的影响，而浮动壁瓦块的弧形侧壁又较薄，所以，制得的铸件常会出现例如疏松、缩孔、孔洞等铸件冶金缺陷，导致单件整体铸造浮动壁瓦块的工艺方法合格率较低，冶金质量不稳定，而铸件冶金质量不稳定，也容易导致燃烧室火焰筒无法持久稳定的工作，影响航空发动机或燃气轮机的制造和使用，同时，为了保证制得的铸件表面精度，采用单件整体铸造浮动壁瓦块的工艺方法还需要提前制备价格高昂的陶瓷芯膜，如此也相应的导致浮动壁瓦块的制备周期较长、成本较高。

综上所述，目前亟需要一种技术方案，解决目前采用单件整体铸造浮动壁瓦块的方法周期较长，成本较高，且制得的浮动壁瓦块冶金质量不稳定，影响火焰筒的持久稳定工作的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前采用单件整体铸造浮动壁瓦块的方法周期较长，成本较高，且制得的浮动壁瓦块冶金质量不稳定，影响火焰筒的持久稳定工作的技术问题，提供了一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，包括制备半成品组合块步骤和切割成型步骤，所述制备半成品组合块步骤为：将瓦块毛坯经过机械加工处理，制得半成品组合块，所述半成品组合块上具有至少两个与瓦块成品外形尺寸相同的凸块，所述凸块上具有若干凸起部件和若干掺混孔，所述凸起部件包括连接螺柱和/或定位柱和/或加强筋，所述切割成型是切割所述半成品组合块，分离凸块与半成品组合块，制得独立的瓦块半成品。

本发明的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，通过采用首先制备半成品组合块，在半成品组合块上形成与瓦块成品外形尺寸相同的凸块，再切割处理的工艺加工方法制备浮动壁瓦块，使得一次加工流程可制备多个浮动壁瓦块，减少了浮动壁瓦块的制备周期，提高了生产效率，也克服了原有整体铸造浮动壁瓦块的方法存在的技术问题，切割处理后剩余的材料还可用于其他尺寸的浮动壁瓦块的制备，相应的减少了材料的损耗，减少了资源的浪费，同时，由于半成品组合块更容易与机械加工装置进行装配连接，所以使得通过机械加工处理方式制备浮动壁瓦块上的连接螺栓、定位柱、加强筋等凸起部件的过程更方便，且容易保证这些凸起部件的加工精度，进而提高制得的浮动壁瓦块的表面精度，使浮动壁瓦块符合航空发动机或燃气轮机领域对浮动壁瓦块表面结构的精度的高标准要求，另外，由于瓦块半成品在切割成型步骤之前均与半成品组合块连接，使得对瓦块半成品表面的处理均不易受浮动壁瓦块薄壁特征的影响，进一步的保证制得的浮动壁瓦块的冶金质量稳定，保证浮动壁瓦块的长时间正常使用。

作为优选，还包括制备瓦块毛坯步骤，所述制备瓦块毛坯步骤为：锻压处理毛坯料，制得瓦块毛坯，所述瓦块毛坯呈块状结构，所述瓦块毛坯上具有至少两个弧形面，所述弧形面的尺寸相对于瓦块成品的外形尺寸留有加工余量。本发明的制备瓦块毛坯步骤，通过采用锻压方式制备瓦块毛坯，替代了现有的单件整体铸造浮动壁瓦块的方式，不仅原材料容易得到，可相应的缩短备料周期，降低原材料成本，同时，由于锻压处理过程会改变材料的金属组织，使材料内部更密实、均匀，提高了冶金质量的稳定性，克服了原有铸造方式制备浮动壁瓦块容易出现的冶金缺陷，有利于使制得的浮动壁瓦块的金属质量稳定性更好，进一步的有利于火焰筒持久稳定的工作。

更优选的，本发明的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，通过采用锻压与机械加工处理相结合的工艺加工方法，一方面利用锻压处理使原材料内部更密实、均匀，提高冶金质量的稳定性，另一方面采用机械加工处理提高浮动壁瓦块上的连接螺柱、掺混孔、定位柱等诸多结构的位置精度，使得制得的浮动壁瓦块的质量符合使用要求，相应的提高了批量制备浮动壁瓦块的成品率，进一步的使制得的浮动壁瓦块适用于航空发动机或燃气轮机等对浮动壁瓦块精度要求较高的领域。

申请人认为，还需要说明的是，虽然锻压是常规机械加工手段，但是，目前还没有采用锻压方式制备浮动壁瓦块的先例，更没有采用上述加工工艺方法同时制备多个浮动壁瓦块的先例，同时，由于铸造方式需要提前准备芯模，特别是针对采用铸造方式制备航空发动机或燃气轮机的浮动壁瓦块的工艺加工方法，由于该领域对浮动壁瓦块的精度要求较高，而其芯模的制备较困难，铸造方式只能一次制备单件浮动壁瓦块，且铸造制得的浮动壁瓦块的精度也不容易达到与组件的装配要求和质量要求，更不能实现多个浮动壁瓦块首尾连接同时制备，所以，本发明技术方案中，采用锻压方式提高了坯料的强度，通过机械加工处理提高了浮动壁瓦块的表面质量以及诸多结构的位置精度，提高了制得的浮动壁瓦块的质量和成品率，也相应的减少了制备周期，降低了制备成本，取得了意料不到的技术效果，尤其适用于航空发动机或燃气轮机燃烧室浮动壁瓦块的快速研发、试制和小批量生产。

作为优选，所述锻压处理为自由锻造方式。自由锻造方式是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，运用到本发明的技术方案中，可较容易的消除原材料中的缩孔、缩松、气孔等冶金缺陷，使毛坯具有更高的力学性能，保证制得的浮动壁瓦块的力学性能，使其符合航空发动机和燃气轮机对浮动壁瓦块的质量要求。

作为优选，还包括加工定位孔步骤，所述加工定位孔步骤为：在瓦块毛坯上机械加工定位孔，所述定位孔用于与定位装置可拆卸的连接，所述定位装置用于连接瓦块毛坯和机械加工装置，所述定位装置上设置有与定位孔配合的第一连接机构和与机械加工装置适配的第二连接机构。通过在瓦块毛坯上设置与定位装置连接的定位孔，方便瓦块毛坯与机械加工装置的装夹定位，方便对瓦块毛坯上各凸起部件和孔状结构的机械加工处理，使得仅通过一次装夹即可实现瓦块毛坯上凸起部件、孔状结构等诸多结构的机械加工处理，进一步方便保证该诸多结构之间的相对位置，进而提高制得的浮动壁瓦块的表面精度，使制得的浮动壁瓦块的外形尺寸稳定，表面粗糙度符合使用要求。

作为优选，还包括加工气膜孔步骤，所述加工气膜孔步骤为：在每一个瓦块半成品上制备若干通孔作为用于引导冷空气的气膜孔，制得瓦块成品。将浮动壁瓦块上的气膜孔的加工步骤设置在制备瓦块半成品之后，使得在制备瓦块半成品的过程中，浮动壁瓦块的整体结构不易受气膜孔的影响而产生较大的形变，进一步方便瓦块毛坯上凸起部件的成型，提高制得的浮动壁瓦块的整体抗折弯强度，是其适用于在航空发动机和燃气轮机内的长时间正常使用。

作为优选，还包括第一参数检测步骤和第二参数检测步骤，所述第一参数检测步骤用于检测半成品组合块上的外圆弧面尺寸、连接螺柱的位置度、掺混孔的位置度和定位柱的位置度，所述第二参数检测步骤用于按浮动壁瓦块产品要求检验制得瓦块成品的加工尺寸、粗糙度和清洁度，如果检验结果不符合产品要求，进行对应处理。通过采用两次参数检测步骤分别对半成品组合块以及制得的瓦块成品的各结构部分进行检验，最大程度的保证制得的瓦块成品符合浮动壁产品的使用要求，当检验结构不符合要求时，进行相应的处理。

作为优选，还包括步骤3：连接定位：将定位装置分别与定位孔和机械加工装置可拆卸的连接，限制瓦块毛坯与机械加工装置之间相对位置；步骤7：内弧面精整；步骤9：钳修：打磨处理瓦块成品的切割边，去除毛刺；所述制备瓦块毛坯步骤为步骤1，所述加工定位孔步骤为步骤2，所述制备半成品组合块步骤为步骤4，所述第一参数检测步骤为步骤5，所述切割成型步骤为步骤6，所述加工气膜孔步骤为步骤8，所述第二参数检测步骤为步骤10。本发明的发明人发现，按照上述步骤1至步骤10依次进行工艺步骤的推进，可最大程度的保证制得的瓦块成品上的凸起部件的位置精度较高，瓦块成品的弧面结构的稳定性较好，整体制备过程用时最少，用料最省，批量稳定性较好，最大程度的克服了整体单件铸造方式制备浮动壁瓦块所存在的技术问题。

作为优选，所述步骤1依次包括如下步骤：步骤1.1：备料：准备棒材或钢锭作为毛坯料；步骤1.2：锻压处理：锻压毛坯料，制得坯料；步骤1.3：切割坯料：线切割处理坯料，制得瓦块毛坯；步骤1.4：应力消除处理：所述应力消除处理包括机械切割和热处理中的至少一种。采用棒材或钢锭作为毛坯料，使得原料制备较容易，来源较广，减少准备原材料成本，同时，采用锻压方式处理毛坯料，改变毛坯料的金相组织，使原材料更密实，减少制得的浮动壁瓦块中的疏松、孔洞等冶金缺陷，进一步的采用线切割制得瓦块毛坯，较容易在瓦块毛坯上形成弧形面，方便后续工艺步骤的进行，同时，采用机械切割或热处理进行材料应力的消除，避免原材料内的材料应力影响浮动壁瓦块的制备，保证制得的浮动壁瓦块的外形在使用过程中保持长时间的不变形，进一步提高制得的浮动壁瓦块的使用寿命。

作为优选，所述步骤4包括如下步骤：步骤4.1：铣得外弧面：精铣瓦块毛坯的弧形面，形成与瓦块成品尺寸相同的外弧面，所述外弧面上具有若干条状凸起部，所述条状凸起部的尺寸相对于凸起部件的尺寸留有加工余量；步骤4.2：铣得凸起部件：精铣条状凸起部，形成凸起部件；步骤4.3：制备掺混孔：在步骤4.2处理后的毛坯料上制备掺混孔，制得半成品组合块。采用铣削加工处理瓦块毛坯，较容易的处理制得瓦块成品的外弧面和若干凸起部件，加工方式是机械加工领域的常规技术手段，有利于该加工浮动壁瓦块的工艺方式得到推广应用，适用范围较广。

作为优选，所述掺混孔通过铣削加工制得。采用铣削加工设置浮动壁瓦块上的掺混孔，使得只需要进行一次装夹即可成型半成品组合块，进一步的减少了浮动壁瓦块的制备周期。

作为优选，所述毛坯料由高温合金材料制得，所述高温合金材料的耐受温度为760℃-1500℃，常温抗拉强度800MPa-1000MPa，延伸率大于40%。采用高温合金材料制得的浮动壁瓦块，使浮动壁瓦块适应于高温环境中的长时间正常使用，进一步使浮动壁瓦块满足燃烧室中火焰筒的持久稳定运行的要求。

作为优选，所述高温合金材料的耐受温度为1000℃，常温抗拉强度900MPa，延伸率45%。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法的有益效果是：

1、采用首先制备半成品组合块，在半成品组合块上形成与瓦块成品外形尺寸相同的凸块，再切割处理的工艺加工方法制备浮动壁瓦块，使得一次加工流程可制备多个浮动壁瓦块，减少了浮动壁瓦块的制备周期，提高了生产效率，也克服了原有整体铸造浮动壁瓦块的方法存在的技术问题；

2、切割处理后剩余的材料还可用于其他尺寸的浮动壁瓦块的制备，相应的减少了材料的损耗，减少了资源的浪费；

3、由于半成品组合块更容易与机械加工装置进行装配连接，所以使得通过机械加工处理方式制备浮动壁瓦块上的连接螺栓、定位柱、加强筋等凸起部件的过程更方便，且容易保证这些凸起部件的加工精度以及相互之间的位置度，进而提高制得的浮动壁瓦块的表面精度，使浮动壁瓦块符合航空发动机或燃气轮机领域对浮动壁瓦块表面结构的精度的高标准要求；

4、由于瓦块半成品在切割成型步骤之前均与半成品组合块连接，使得对瓦块半成品表面的处理均不易受浮动壁瓦块薄壁特征的影响，进一步的保证制得的浮动壁瓦块的冶金质量稳定，保证浮动壁瓦块的长时间正常使用。

附图说明

图1是本发明的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法的工艺流程简图；

图2是本发明的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法的工艺流程详图；

图3是实施例1中所述瓦块毛坯的结构示意图；

图4是实施例2中所述瓦块毛坯的结构示意图；

图5是瓦块毛坯与定位装置连接后的结构示意图；

图6是半成品组合块与定位装置连接后的结构示意图；

图7是切割处理后的半成品组合块的结构示意图；

图8是瓦块半成品的结构示意图；

图9是瓦块成品的结构示意图。

附图标记

1-瓦块毛坯，2-半成品组合块，21-凸块，22-定位孔，23-弧形面，3-定位装置，31-第一连接机构，32-板状结构，33-第二连接机构，4-瓦块半成品，5-气膜孔，6-掺混孔，7-条状凸起部，8-凸起部件，81-连接螺柱，82-定位柱，83-加强筋，9-瓦块成品。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-3、7-9所示，一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，包括制备半成品组合块步骤和切割成型步骤，所述制备半成品组合块步骤为：将瓦块毛坯经过机械加工处理，制得半成品组合块，所述半成品组合块上具有至少两个与瓦块成品外形尺寸相同的凸块，所述凸块上具有若干凸起部件和若干掺混孔，所述凸起部件包括连接螺柱和/或定位柱和/或加强筋，所述切割成型是切割所述半成品组合块，分离凸块与半成品组合块，制得独立的瓦块半成品。

本实施例的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，通过采用首先制备半成品组合块，在半成品组合块上形成与瓦块成品外形尺寸相同的凸块，再切割处理的工艺加工方法制备浮动壁瓦块，使得一次加工流程可制备多个浮动壁瓦块，减少了浮动壁瓦块的制备周期，提高了生产效率，同时，由于半成品组合块更容易与机械加工装置进行装配连接，所以使得通过机械加工处理方式制备浮动壁瓦块上的连接螺栓、定位柱、加强筋等凸起部件的过程更方便，且容易保证这些凸起部件的加工精度以及容易保证各凸起部件的位置精度，进而提高制得的浮动壁瓦块的表面精度，使浮动壁瓦块符合航空发动机或燃气轮机领域对浮动壁瓦块表面结构的高标准要求，另外，由于瓦块半成品在切割成型步骤之前均与半成品组合块连接，使得对瓦块半成品表面的处理均不易受浮动壁瓦块薄壁特征的影响，进一步的保证制得的浮动壁瓦块的冶金质量稳定，保证浮动壁瓦块的长时间正常使用。

本实施例的附图中示出的半成品组合块上具有两个凸块，两个凸块相对设置，分别位于半成品组合块的两个侧面上，形成两侧面沿纵截面相互对称的半成品组合块，使得可一次装夹制备、切割处理制得两个瓦块半成品，由于瓦块半成品在切割处理步骤之前与半成品组合块形成一个整体，使得在加工瓦块半成品上的凸起部件时，容易精确保证凸起部件的位置度，也方便凸起部件的机械加工，也使得同时制得的两个瓦块半成品结构相同，各自其上的凸起部件之间的位置度相近，使制得的瓦块半成品适用于在同一火焰筒浮动壁中使用，可根据实际情况，采用具有三个或四个或五个或六个等数量的弧形面的瓦块毛坯制得瓦块半成品，使得一次装夹可制备多个瓦块半成品，进一步的提高加工效率，减少整体制备周期。

优选的，还包括制备瓦块毛坯步骤，所述制备瓦块毛坯步骤为：锻压处理毛坯料，制得瓦块毛坯，所述瓦块毛坯呈块状结构，所述瓦块毛坯上具有至少两个弧形面，所述弧形面的尺寸相对于瓦块成品的外形尺寸留有加工余量。本发明的制备瓦块毛坯步骤，通过采用锻压方式制备瓦块毛坯，替代了现有的单件整体铸造浮动壁瓦块的方式，不仅原材料容易得到，可相应的缩短备料周期，降低原材料成本，同时，由于锻压处理过程会改变材料的金属组织，使材料内部更密实、均匀，提高了冶金质量的稳定性，克服了原有铸造方式制备浮动壁瓦块容易出现的冶金缺陷，有利于使制得的浮动壁瓦块的金属质量稳定性更好，进一步的有利于火焰筒持久稳定的工作。

更优选的，本发明的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，通过采用锻压与机械加工处理相结合的工艺加工方法，一方面利用锻压处理使原材料内部更密实、均匀，提高冶金质量的稳定性，另一方面采用机械加工处理提高浮动壁瓦块上的连接螺柱、掺混孔、定位柱等诸多结构的位置精度，使得制得的浮动壁瓦块的质量符合使用要求，相应的提高了批量制备浮动壁瓦块的成品率，进一步的使制得的浮动壁瓦块适用于航空发动机或燃气轮机等对浮动壁瓦块精度要求较高的领域。

优选的，所述锻压处理为自由锻造方式。自由锻造方式是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，运用到本发明的技术方案中，可较容易的消除原材料中的缩孔、缩松、气孔等冶金缺陷，使毛坯具有更高的力学性能，保证制得的浮动壁瓦块的力学性能，使其符合航空发动机和燃气轮机对浮动壁瓦块的质量要求。

优选的，还包括加工气膜孔步骤，所述加工气膜孔步骤为：在每一个瓦块半成品上制备若干通孔作为用于引导冷空气的气膜孔，制得瓦块成品。将浮动壁瓦块上的气膜孔的加工步骤设置在制备瓦块半成品之后，使得在制备瓦块半成品的过程中，浮动壁瓦块的整体结构不易受气膜孔的影响而产生较大的形变，进一步方便瓦块毛坯上凸起部件的成型，提高制得的浮动壁瓦块的整体抗折弯强度，是其适用于在航空发动机和燃气轮机内的长时间正常使用，本实施中的气膜孔通过穿孔机穿孔制得。

优选的，还包括第一参数检测步骤和第二参数检测步骤，所述第一参数检测步骤用于检测半成品组合块上的外圆弧面尺寸、连接螺柱的位置度、掺混孔的位置度和定位柱的位置度，所述第二参数检测步骤用于按浮动壁瓦块产品要求检验制得瓦块成品的加工尺寸、粗糙度和清洁度，如果检验结果不符合产品要求，进行对应处理。通过采用两次参数检测步骤分别对半成品组合块以及制得的瓦块成品的各结构部分进行检验，最大程度的保证制得的瓦块成品符合浮动壁产品的使用要求，当检验结构不符合要求时，进行相应的处理。

优选的，所述毛坯料由高温合金材料制得，所述高温合金材料的耐受温度为760℃-1500℃，常温抗拉强度800MPa-1000MPa，延伸率大于40%。采用高温合金材料制得的浮动壁瓦块，使浮动壁瓦块适应于高温环境中的长时间正常使用，进一步使浮动壁瓦块满足燃烧室中火焰筒的持久稳定运行的要求。

更优选的，所述高温合金材料的耐受温度为1000℃，常温抗拉强度900MPa，延伸率45%。

实施例2

如图1-2、4-9所示，本实施例的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，还包括加工定位孔步骤，所述加工定位孔步骤为：在瓦块毛坯上机械加工定位孔，所述定位孔用于与定位装置可拆卸的连接，所述定位装置用于连接瓦块毛坯和机械加工装置，所述定位装置上设置有与定位孔配合的第一连接机构和与机械加工装置适配的第二连接机构。

本实施例的一种高效加工浮动壁瓦块的工艺方法，通过在瓦块毛坯上设置与定位装置连接的定位孔，通过定位孔与定位装置连接，再将定位装置与机械加工装置进行连接，方便瓦块毛坯与机械加工装置的装夹定位，方便对瓦块毛坯上各凸起部件和孔状结构的机械加工处理，使得仅通过一次装夹即可实现瓦块毛坯上凸起部件、孔状结构等诸多结构的机械加工处理，进一步方便保证该诸多结构之间的相对位置，进而提高制得的浮动壁瓦块的表面精度，使制得的浮动壁瓦块的外形尺寸稳定，表面粗糙度符合使用要求，同时，也有效解决了瓦块这种薄壁异形件的装夹、找基准的难题，避免了精密铸造与后续精加工工序常出现的衔接问题。

本实施例的附图示出的定位装置包括与瓦块毛坯贴合的板状结构，板状结构上设置有与定位孔连通的通孔，通过第一连接机构贯穿定位孔和定位装置上的通孔，实现定位装置与瓦块毛坯的可拆卸连接，同时，定位装置上设置有与机械加工装置可拆卸连接的第二连接机构，本实施例中的定位装置结构简单，制备方便，可根据实际情况，采用螺栓作为第一连接机构，使定位装置的造价较低，制备成本较低，方便减少浮动壁瓦块的整体制造成本。

实施例3

如图1-2所示，本实施例的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，具有包括如下步骤：步骤3：连接定位：将定位装置分别与定位孔和机械加工装置可拆卸的连接，限制瓦块毛坯与机械加工装置之间相对位置；步骤7：内弧面精整；步骤9：钳修：打磨处理瓦块成品的切割边，去除毛刺；实施例1-2中所述制备瓦块毛坯步骤为步骤1，所述加工定位孔步骤为步骤2，所述制备半成品组合块步骤为步骤4，所述第一参数检测步骤为步骤5，所述切割成型步骤为步骤6，所述加工气膜孔步骤为步骤8，所述第二参数检测步骤为步骤10，所述步骤1至步骤10依次进行。

本实施例的一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，通过采用步骤1至步骤10依次进行工艺步骤的推进，无需专用铸造设备，无需制备高精度的铸模，一次装夹加工完成圆弧面、加强筋、螺柱、掺混孔等诸多结构，加工精度高，瓦块成品的弧面结构的稳定性较好，整体制备过程用时最少，用料最省，批量质量稳定性好，无论是单件、小批量、批量生产，均可快速、方便地进行生产，加工周期短、质量稳定性好、合格率高，尤其适合航空发动机和燃气轮机燃烧室浮动壁瓦块的快速研发、试制。

优选的，所述步骤1依次包括如下步骤：步骤1.1：备料：准备棒材或钢锭作为毛坯料；步骤1.2：锻压处理：锻压毛坯料，制得坯料；步骤1.3：切割坯料：线切割处理坯料，制得瓦块毛坯；步骤1.4：应力消除处理：所述应力消除处理包括机械切割和热处理中的至少一种。采用棒材或钢锭作为毛坯料，使得原料制备较容易，来源较广，减少准备原材料成本，同时，采用锻压方式处理毛坯料，改变毛坯料的金相组织，使原材料更密实，减少制得的浮动壁瓦块中的疏松、孔洞等冶金缺陷，进一步的采用线切割制得瓦块毛坯，较容易在瓦块毛坯上形成弧形面，方便后续工艺步骤的进行，同时，采用机械切割或热处理进行材料应力的消除，避免原材料内的材料应力影响浮动壁瓦块的制备，保证制得的浮动壁瓦块的外形在使用过程中保持长时间的不变形，进一步提高制得的浮动壁瓦块的使用寿命，本实施例中，采用长方体结构的钢锭作为毛坯料，步骤1.4中采用机械切割方式进行应力消除处理，所述机械切割是切割瓦块毛坯两弧形面两端的接触位置，以及通过机械切割去除瓦块毛坯中心材料，使得可有效减轻瓦块毛坯的整体重量，方便后续的加工，同时，也减少了两弧形面在后续加工步骤中，由于各自其上的材料应力造成的相互之间形状的影响，使制得的瓦块成品符合使用要求，进一步提高成品率。

优选的，所述步骤4包括如下步骤：步骤4.1：铣得外弧面：精铣瓦块毛坯的弧形面，形成与瓦块成品尺寸相同的外弧面，所述外弧面上具有若干条状凸起部，所述条状凸起部的尺寸相对于凸起部件的尺寸留有加工余量；步骤4.2：铣得凸起部件：精铣条状凸起部，形成凸起部件；步骤4.3：制备掺混孔：在步骤4.2处理后的毛坯料上制备掺混孔，制得半成品组合块。采用铣削加工处理瓦块毛坯，较容易的处理制得瓦块成品的外弧面和若干凸起部件，加工方式是机械加工领域的常规技术手段，有利于该加工浮动壁瓦块的工艺方式得到推广应用，适用范围较广，本实施例中，采用预先铣得条状凸起部，再精铣条状凸起部形成凸起部件的方式，较好的实现加工步骤之间的衔接，使每一步机械加工步骤之间的加工余量适宜，使容易保证每一步机械加工步骤的加工精度，进而提高制得的瓦块成品上的凸起部件的位置度和表面精度。

优选的，所述掺混孔通过铣削加工制得。采用铣削加工设置浮动壁瓦块上的掺混孔，使得只需要进行一次装夹即可成型半成品组合块，进一步的减少了浮动壁瓦块的制备周期。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种高效加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，其特征在于：包括制备半成品组合块步骤和切割成型步骤，所述制备半成品组合块步骤为：将瓦块毛坯经过机械加工处理，制得半成品组合块，所述半成品组合块上具有至少两个与瓦块成品外形尺寸相同的凸块，所述凸块上具有若干凸起部件和若干掺混孔，所述凸起部件包括连接螺柱和/或定位柱和/或加强筋，所述切割成型是切割所述半成品组合块，分离凸块与半成品组合块，制得独立的瓦块半成品，还包括加工定位孔步骤，所述加工定位孔步骤为：在瓦块毛坯上机械加工定位孔，方便瓦块毛坯与机械加工装置的装夹定位，使瓦块半成品在切割成型步骤之前均与半成品组合块连接，保证制得的浮动壁瓦块的冶金质量稳定，还包括加工气膜孔步骤，所述加工气膜孔步骤为：在每一个瓦块半成品上制备若干通孔作为用于引导冷空气的气膜孔，制得瓦块成品。

2.如权利要求1所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，其特征在于：还包括制备瓦块毛坯步骤，所述制备瓦块毛坯步骤为：锻压处理毛坯料，制得瓦块毛坯，所述瓦块毛坯呈块状结构，所述瓦块毛坯上具有至少两个弧形面，所述弧形面的尺寸相对于瓦块成品的外形尺寸留有加工余量。

3.如权利要求2所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，其特征在于：所述锻压处理为自由锻造方式。

4.如权利要求2所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，其特征在于：所述定位孔用于与定位装置可拆卸的连接，所述定位装置用于连接瓦块毛坯和机械加工装置，所述定位装置上设置有与定位孔配合的第一连接机构和与机械加工装置适配的第二连接机构。

5.如权利要求4所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，其特征在于：还包括第一参数检测步骤和第二参数检测步骤，所述第一参数检测步骤用于检测半成品组合块上的外圆弧面尺寸、连接螺柱的位置度、掺混孔的位置度和定位柱的位置度，所述第二参数检测步骤用于按浮动壁产品要求检验制得瓦块成品的加工尺寸、粗糙度和清洁度，如果检验结果不符合产品要求，进行对应处理。

6.如权利要求5所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，其特征在于：还包括步骤3：连接定位：将定位装置分别与定位孔和机械加工装置可拆卸的连接，限制瓦块毛坯与机械加工装置之间相对位置；

步骤7：内弧面精整；

步骤9：钳修：打磨处理瓦块成品的切割边，去除毛刺；

所述制备瓦块毛坯步骤为步骤1，所述加工定位孔步骤为步骤2，所述制备半成品组合块步骤为步骤4，所述第一参数检测步骤为步骤5，所述切割成型步骤为步骤6，所述加工气膜孔步骤为步骤8，所述第二参数检测步骤为步骤10。

7.如权利要求6所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，其特征在于：所述步骤1依次包括如下步骤：

步骤1.1：备料：准备棒材或钢锭作为毛坯料；

步骤1.2：锻压处理：锻压毛坯料，制得坯料；

步骤1.3：切割坯料：线切割处理坯料，制得瓦块毛坯；

步骤1.4：应力消除处理：所述应力消除处理包括机械切割和热处理中的至少一种。

8.如权利要求7所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，其特征在于：所述步骤4包括如下步骤：

步骤4.1：铣得外弧面：精铣瓦块毛坯的弧形面，形成与瓦块成品尺寸相同的外弧面，所述外弧面上具有若干条状凸起部，所述条状凸起部的尺寸相对于凸起部件的尺寸留有加工余量；

步骤4.2：铣得凸起部件：精铣条状凸起部，形成凸起部件；

步骤4.3：制备掺混孔：在步骤4.2处理后的毛坯料上制备掺混孔，制得半成品组合块。

9.如权利要求2-8任意一项所述的加工火焰筒浮动壁瓦块的工艺方法，其特征在于：所述毛坯料由高温合金材料制得，所述高温合金材料的耐受温度为760℃-1500℃，常温抗拉强度800MPa-1000MPa，延伸率大于40%。