防变形装置的制作方法

1.本实用新型涉及机械加工领域，尤其涉及一种防变形装置。


背景技术：

2.某型号产品为曲线舱壳体，该曲线舱壳体原图纸要求为该产品为铸造结构，其内部有多个加强筋，但是由于加强筋间距小，铸造无法实现。同时，壳体上盖为曲线薄壁结构，单独加工后再装卡容易造成变形，且壁厚均匀性无法保证。
3.为解决上述半曲线薄壁结构的壳体上盖单独加工成型困难、易变型、壳体成形困难的问题，目前还没有一个有效的解决方式。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供一种防变形装置，通过防变形装置的校形空间对壳体上盖进行装夹，且装夹后壳体上盖同防变形装置一同进行退火处理，防止壳体上盖变形，保证壁厚均匀性；曲线舱壳体的加工成形方法将加强筋全部组合后再装配到曲线舱壳体上，实现加强筋自定位，从整体的曲线舱壳体上切割下壳体上盖，并通过防变形装置进行退火，以便装配到壳体主体上，以解决了上述半曲线薄壁结构的壳体上盖单独加工成型困难、易变型、壳体成形困难的问题。
5.为达到上述目的，本实用新型提供了一种防变形装置，包括：压板与底板；所述压板包括中部的第一压接部及第一压接部两侧的第一固定部；所述底板包括中部的第二压接部及第二压接部两侧的第二固定部；所述第一压接部的内壁与所述第二压接部的外壁之间形成校形空间，所述校形空间的尺寸、形状与壳体上盖的尺寸、形状对应；所述第一固定部与所述第二固定部可拆卸连接。
6.进一步可选的，所述第一固定部与所述第二固定部均开设有相对应的固定孔，用于连接固定件。
7.进一步可选的，所述第一固定部的外壁固定有起吊环。
8.进一步可选的，所述第一压接部与所述第二压接部均为镂空结构。
9.进一步可选的，所述底板设有刻度标尺，用于测量壳体上盖的尺寸。
10.另一方面，本实用新型还提供了一种曲线舱壳体成形方法，包括：对初始壳体、第一法兰及第二法兰进行粗加工并留有加工余量，对所述初始壳体进行内表面曲线成形；多个环形加强筋间隔设置，多个纵向加强筋在所述多个环形加强筋的纵向方向固定，得到加强筋框架，将所述加强筋框架装配于所述初始壳体内部的预定位置；在所述初始壳体的两个端面分别装配所述第一法兰及第二法兰；在所述初始壳体的第一切割位置固定第一连接块，在所述初始壳体的第二切割位置固定第二连接块；对所述初始壳体进行外表面曲线成形，分别在所述初始壳体与所述第一连接块对应部分，所述初始壳体与所述第二连接块对应部分开设第一装配孔；按第一切割位置以及第二切割位置对所述初始壳体进行切割，得到壳体主体及壳体上盖；将所述壳体上盖固定在防变形装置中的校形空间内，对所述壳体
上盖进行退火，退火后从所述防变形装置中拆卸下所述壳体上盖；以所述壳体上盖的第一装配孔为准，在所述第一连接块与第二连接块对应位置开设第二装配孔，通过第一装配孔与第二装配孔配合将所述壳体上盖一侧与所述第一连接块连接，另一侧与所述第二连接块连接，得到成形壳体。
11.进一步可选的，所述对所述壳体上盖进行退火，包括：退火温度为200℃，退火时间为60min。
12.进一步可选的，所述通过第一装配孔与第二装配孔配合将所述壳体上盖一侧与第一连接块连接，另一侧与第二连接块连接，包括：所述第一连接块的固定面一半与所述壳体主体固定连接，另一半露出所述壳体主体且开设有所述第二装配孔，所述壳体上盖一侧的第一装配孔、所述第二装配孔与所述固定件配合将所述壳体上盖的一侧与所述壳体主体装配；所述第二连接块的固定面一半与所述壳体主体固定连接，另一板露出所述壳体主体且开设有所述第二装配孔，所述壳体上盖另一侧的第一装配孔、所述第二装配孔与所述固定件配合将所述壳体上盖的另一侧与所述壳体主体装配。
13.上述技术方案具有如下有益效果：防变形装置通过设计与壳体上盖适配的校形空间以达到对壳体上盖限位、校形的目的。成形方法采用曲线整体成型，半曲线薄壁壳体上盖铣削成型的工艺方法，解决了半曲线薄壁壳体单独成型装卡困难、壁厚不均匀的问题；半曲线薄壁壳体上盖铣削后，带防变形装置热处理退火工艺参数设置，及防变形装置的设计，解决了薄壁壳体上盖铣削后的变形问题；加强筋先组成加强筋框架结构再装配的方法，实现了在壳体内部的自限位，设计不等厚法兰，增加了整体的刚性；薄壁壳体上盖与壳体主体的装配方式由结合面内部连接更新为外部向心结构，降低装配难度，提高壳体成形效率。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本实用新型实施例提供的防变形安装前的结构示意图；
16.图2是本实用新型实施例提供的防变形装置安装后的结构示意图；
17.图3是本实用新型实施例提供的防变形装置的压板结构示意图；
18.图4是本实用新型实施例提供的曲线舱壳体成形方法的流程图；
19.图5是本实用新型实施例提供的曲线舱壳体整体结构示意图；
20.图6是本实用新型实施例提供的加强筋框架部分结构示意图；
21.图7是本实用新型实施例提供的壳体主体的结构示意图。
22.附图标记：1-压板101-第一压接部102-第一固定部2-底板201-第二压接部202-第二固定部3-固定件4-起吊环5-壳体上盖6-壳体主体7-加强筋框架701-环形加强筋702-纵向加强筋8-第一法兰9-第二法兰10-第一连接块11-第二连接块
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.为解决上述半曲线薄壁结构的壳体上盖5单独加工成型困难、易变型、壳体成形困难的问题，本实用新型实施例提供了一种防变形装置，图1是本实用新型实施例提供的防变形安装前的结构示意图，如图1所示，防变形装置包括：压板1与底板2；压板1包括中部的第一压接部101及第一压接部101两侧的第一固定部102；底板2包括中部的第二压接部201及第二压接部201两侧的第二固定部202；第一压接部101的内壁与第二压接部201的外壁之间形成校形空间，校形空间的尺寸、形状与壳体上盖5的尺寸、形状对应；第一固定部102与第二固定部202可拆卸连接。
25.如图1所示，防变形装置包括位于下侧的底部与位于上侧的压板1，压板1与底板2共同构成校形空间，以实现对壳体上盖5的校形。该装置用于需退火的工件，当该工件单独退火时，工件会因应力而变形，而当该工件装配到防变形装置时，装置与壳体上盖5共同进行退火，压板1与底板2共同对待校形空间提供作用力，防止其变形。
26.曲线舱壳体的曲线薄壁壳体上盖5从曲线舱本体铣削成形后，由于壳体壁薄，结构稳定性差，铣削口两端口部易出现缩口的变形现象，造成壳体上盖5无法与壳体主体6装配到位的问题，采用上述防变形装置阻止壳体上盖5变形，以使壳体上盖5可以重新装配到壳体主体6上。设计防变形装置的原则是原尺寸+反变形量。
27.具体的，压板1包括中部的第一压接部101以及两翼的第一固定部102，也即第一固定部102设置在第一压接部101的两个侧边。第一压接部101的形状、尺寸根据壳体上盖5设置，以使校形后的该工件满足其装配要求。
28.底部包括中部的第二压接部201以及两翼的第二固定部202，也即第二固定部202设置在第二压接部201的两个侧边。第二压接部201的形状、尺寸根据壳体上盖5设置，以使校形后的该工件满足其装配要求。
29.第一压接部101的内壁与第二压接部201的外壁之间形成校形空间，校形空间用于放置壳体上盖5。校形空间的尺寸、形状与壳体上盖5的尺寸、形状对应，且校形工件的尺寸、形状根据工件的要求尺寸参数及形状尺寸参数设置，以满足退火后工件的装配要求。
30.图2是本实用新型实施例提供的防变形装置安装后的结构示意图，如图2所示，第一固定部102与第二固定部202对应位置进行连接，以使压板1与底板2之间的间隙减小，对校形空间内的壳体上盖5提供挤压力，全面防止工件变形。
31.作为一种可选的实施方式，如图1所示，第一固定部102与第二固定部202均开设有相对应的固定孔，用于连接固定件3。
32.如图1所示，第一固定部102与第二固定部202对应位置开设有多个固定孔，第一固定部102上的固定孔与第二固定部202上的固定孔位置对应。如图2所示，第一固定孔、第二固定孔通过固定件3固定起来，以使压板1与底板2固定连接。
33.作为一种可选的实施方式，如图1、图2所示，第一固定部102的外壁固定有起吊环4。
34.如图1、图2所示，第一固定部102的外壁固定有起吊环4，且起吊环4在两个第一固定部102上均有设置，两个起吊环4相对于压板1的中心线对称设置，便于整个防变形装置的
平稳起吊、转运。
35.作为一种可选的实施方式，如图1所示，第一压接部101与第二压接部201均为镂空结构。
36.如图1所示，第一压接部101与第二压接部201上均开设有多个纵长形的通孔，以减少整个装置的尺寸。为保证装置的刚性，防变形装置应采用金属材质制成，开设多个通孔以减轻整个装置的重量，提高转运效率。
37.作为一种可选的实施方式，底板2设有刻度标尺，用于测量壳体上盖5的尺寸。
38.底板2位置还设有刻度标尺，根据该刻度标尺可检测壳体上盖5各位置尺寸。
39.本实用新型实施例还提供了一种曲线舱壳体成形方法，包括：
40.s101、对初始壳体、第一法兰8及第二法兰9进行粗加工并留有加工余量，对初始壳体进行内表面曲线成形；
41.首先，获取锥形锻件(也即初始壳体)、第一法兰8以及第二法兰9，对第一法兰8及第二法兰9进行粗加工后外圆留3mm余量，端面留5mm余量。使用专用成型设备对初始壳体的曲线型内壁进行加工成型。
42.s102、多个环形加强筋701间隔设置，多个纵向加强筋702在多个环形加强筋701的纵向方向固定，得到加强筋框架7，将加强筋框架7装配于初始壳体内部的预定位置；
43.图6是本实用新型实施例提供的加强筋框架7部分结构示意图，如图6所示，加强筋框架7由横向设置的多个环形加强筋701及纵向设置的多个纵向加强筋702组成，环形加强筋701按装配要求的间隔设置，其形状、尺寸与初始壳体的内壁适配；纵向加强筋702同样按装配要求的间隔设置，其形状、尺寸与初始壳体的内壁适配。图7是本实用新型实施例提供的壳体主体6的结构示意图，如图7所示，当加强筋框架7装配好后，再将加强筋框架7整体装配到初始壳体内部的预定位置，该预定位置为工艺要求的加强筋装配位置。
44.在本实施例中，加强筋框架7与壳体内壁焊接固定。另外，提前在初始壳体上标记壳体上盖5的位置，以便加强筋框架7固定时，不与壳体上盖5的部分焊接，方便壳体上盖5后续的切割、加工。
45.s103、在初始壳体的两个端面分别装配第一法兰8及第二法兰9；
46.在初始壳体的两个端面分别装配第一法兰8与第二法兰9，使工件的端部满足装配要求。
47.s104、在初始壳体的第一切割位置固定第一连接块10，在初始壳体的第二切割位置固定第二连接块11；
48.在切割下壳体上盖5前，在初始壳体的第一切割位置固定第一连接块10，第二切割位置固定第二连接块11。其中，第一切割位置为壳体上盖5一侧的切削位置，第二切割位置为壳体上盖5另一侧的切削位置，第一切割位置与第二切割位置可通过提前划线进行标记。第一连接块10用于连接壳体主体6与壳体上盖5一侧，第二连接块11用于连接壳体主体6与壳体上盖5另一侧。
49.在本实施例中采用真空电子束焊接方式焊环焊缝、第一连接块10及第二连接块11。
50.s105、对初始壳体进行外表面曲线成形，分别在初始壳体与第一连接块10对应部分，初始壳体与第二连接块11对应部分开设第一装配孔；
51.在固定第一连接块10与第二连接块11之后，采用专用设备对初始壳体的外壁进行曲线成形，并在初始壳体上开设多个第一装配孔，第一装配孔对应第一连接块10和第二连接块11的位置开设，即在壳体上盖5与第一连接块10对应位置开始第一装配孔，在壳体上盖5与第二连接块11对应位置开设第一装配孔。
52.s106、按第一切割位置以及第二切割位置对初始壳体进行切割，得到壳体主体6及壳体上盖5；
53.对初始壳体按第一切割位置及第二切割位置进行切削，得到从初始壳体上分离出来的壳体上盖5。这样从整体壳体上切削下来的壳体上盖5比单独加工的壳体上盖5适配度更高，且获取更加方便。从初始壳体上切削下壳体上盖5后，即将整体的初始壳体分离为壳体主体6及壳体上盖5。
54.本实施例中，用铣削方式将壳体上盖5铣削掉，铣削宽度≤3mm。
55.s107、将壳体上盖5固定在防变形装置中的校形空间内，对壳体上盖5进行退火，退火后从防变形装置中拆卸下壳体上盖5；
56.曲线薄壁壳体上盖5从初始壳体上铣削成形后，由于壳体上盖5壁薄，结构稳定性差，铣削口两端口部易出现缩口的变形现象，造成薄壁壳体上盖5无法与壳体主体6装配到位的问题。为解决该问题，本实施例将壳体上盖5放置在防变形装置的校形空间内，并紧固压板1与底板2使校形空间对壳体上盖5进行限位校形，将防变形装置与壳体上盖5共同进行退火操作，去除壳体上盖5的应力，退后完成后，从防变形装置中拆卸下壳体上盖5，此时的壳体上盖5与壳体主体6的缺口适配，满足工艺要求。
57.s108、以壳体上盖5的第一装配孔为准，在第一连接块10与第二连接块11对应位置开设第二装配孔，通过第一装配孔与第二装配孔配合将壳体上盖5一侧与第一连接块10连接，另一侧与第二连接块11连接，得到成形壳体。
58.装配前，以壳体上盖5的第一装配孔为准，在第一连接块10与第二连接块11对应的位置开设第二装配孔。也即，第一装配孔与第二装配孔是对应开设的，通过紧固件即可把壳体上盖5一侧与第一连接块10连接，另一侧与第二连接块11连接，此时第一连接块10一侧与壳体主体6连接，另一侧露出因切削下壳体上盖5而出现的缺口；第二连接块11一侧与壳体主体6连接，另一侧露出因切削下壳体上盖5而出现的缺口，当壳体上盖5与第一连接块10及第二连接块11连接后，即相当于将壳体上盖5与壳体主体6装配完成，得到最后的成形壳体。
59.作为一种可选的实施方式，对壳体上盖5进行退火，包括：退火温度为200℃，退火时间为60min。
60.作为一种可选的实施方式，通过第一装配孔与第二装配孔配合将壳体上盖5一侧与第一连接块10连接，另一侧与第二连接块11连接，包括：第一连接块10的固定面一半与壳体主体6固定连接，另一半露出壳体主体6且开设有第二装配孔，壳体上盖5一侧的第一装配孔、第二装配孔与固定件3配合将壳体上盖5的一侧与壳体主体6装配；第二连接块11的固定面一半与壳体主体6固定连接，另一板露出壳体主体6且开设有第二装配孔，壳体上盖5另一侧的第一装配孔、第二装配孔与固定件3配合将壳体上盖5的另一侧与壳体主体6装配。
61.如图7所示，第一连接块10为纵长形，固定在壳体内壁上，装配在第一切割位置，当切下壳体上盖5后，其固定面一半与壳体主体6连接，另一半露出壳体主体6的缺口且该处还开设有多个第二装配孔；第二连接块11为纵长形，固定在壳体内壁上，装配在第二切割位
置，当切下壳体上盖5后，其固定面一半与壳体主体6连接，另一半露出壳体主体6的缺口且该处还开设有多个第二装配孔。壳体上盖5一侧表面的第一装配孔与第一连接件上的第二装配孔配合实现壳体上盖5一侧的固定；壳体上盖5的另一侧表面的第一装配孔与第二连接件上的第二装配孔配合实现壳体上盖5另一侧的固定。
62.由于壳体上盖5会在切削过程中或退火过程中出现尺寸变化，容易造成退火后再装配时无法与壳体主体6严丝合缝连接，第一连接块10与第二连接块11的设计弥补了这部分的误差，以使壳体上盖5与壳体主体6通过两个连接块连接在一起。
63.上述技术方案具有如下有益效果：防变形装置通过设计与壳体上盖适配的校形空间以达到对壳体上盖限位、校形的目的。成形方法采用曲线整体成型，半曲线薄壁壳体上盖铣削成型的工艺方法，解决了半曲线薄壁壳体单独成型装卡困难、壁厚不均匀的问题；半曲线薄壁壳体上盖铣削后，带防变形装置热处理退火工艺参数设置，及防变形装置的设计，解决了薄壁壳体上盖铣削后的变形问题；加强筋先组成加强筋框架结构再装配的方法，实现了在壳体内部的自限位，设计不等厚法兰，增加了整体的刚性；薄壁壳体上盖与壳体主体的装配方式由结合面内部连接更新为外部向心结构，降低装配难度，提高壳体成形效率。
64.以上实用新型的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上实用新型仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。