大型高精度锥体部件加工工艺.pdf

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1、制造技7Ⅳ工艺装备现代制造工程(ModemManufacturingEnsineering)2016年第2期大型高精度锥体部件加工工艺费国强，马连英(西北核技术研究所，西安710024)摘要：基于某光学实验系统，从锥体部件提出的物理需求出发，根据锥体部件的结构特点和技术要求，重点分析了去应力热处理工艺、焊接工艺和重要切削参数(刀具进给量、切削速度等)对锥体加工质量的影响，最终确定了锥体部件合理的热处理方式和机械加工工艺方案。实际应用证明，该方案完全保证了锥体部件的加工精度和几何形位稳定性，满足光学实验的要求。关键词：加工工艺；锥体；激光中图分类号：THl6文献标志码：A文章编号：1

2、671—3133(2016)02—0123—04DOI：10．16731／i．cnki．1671—3133．2016．02．023Machiningtechnologyoflarge·-scalehigh--precisionconepartsFeiGuoqiang，MaLianying(NorthwestInstituteofNuclearTechnology，Xi’an710024，China)Abstract：Basedontheopticalexperiment’Sphysicalrequirementstothecoreparts，andthestructuralchar

3、acteristicandtechni—calrequirementoftheconeparts，analyzedtheeffectsoftheheattreatmenttechnique，wieldingtechniqueandtheimportantcut·tingparametersonthemachiningqualityoftheconeparts。andtheheattreatmentandtechnicalschemewasdetermined。Thepracticalapplicationshowsthatthetechnicalschemehasensuredth

4、emachiningprecisionandgeometricalstabilitywhichsatisfiestheopticalexperiment’Sphysicalrequirements．Keywords：machiningtechnology；cone；laser0引言1锥体部件的技术要求随着激光技术向高功率方向的不断发展，采用多光束叠加获得高功率激光成为一种行之有效的技术手段。在某大型光学实验系统中，需要对经过前端激光器放大的多束激光束进行精密叠加聚焦，多束激光的聚焦是由安装于锥体部件上的一组透镜阵列来实现⋯。本文将重点介绍锥体部件的热处理方式和加工工艺。图1所示为球

5、形靶室和锥体部件结构，锥体部件通过一段波纹管连接在球形靶室(直径西l320ram)位于赤道面的法兰(直径4,300,姗)上。该锥体部件上安装有18个透镜，经过光学系统中前端激光器进行功率放大的18束脉冲激光，通过透镜后聚焦至位于球形靶室的中心即靶心处的平面靶上，从而获得高功率的激光输出。图l球形靶室与锥体部件结构1232016年第2期现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)图2所示为锥体部件零件，锥体部件大端直径为6900ram，总长为l200mm，使用1Crl8Ni9Ti不锈钢制造。锥体部件由锥形简体和大端法兰两部分构成，两者端面之间设计有密封圈

6、，通过螺栓连接成为一个整体。在大端法兰上设计有18个用于安装透镜的小法兰和1个用于安装窗El玻璃的中心法兰，小法兰的轴线均匀分布在3个不同锥角(分别为5．4。、9．4。和10．80)的圆锥面上(每个圆锥上均匀分布6个小法兰)，3个圆锥顶点重合于靶室靶心处。中心法兰将在锥体部件的加工中作为18个小法兰的加工基准。鉴于以上光学实验的物理需求，为了实现18束激光经过透镜后在靶心处的精密重叠，对锥体部件的加工精度以及整体形位和尺寸稳定性提出了很高的要求。具体要求如下。1)18个法兰中心轴线相交于以靶心为中心的踯Imm球内。2)所有法兰台阶端面距靶心距离为l864±0．5mm。3)锥形筒体部

7、分的圆度误差小于2mm。此外，该锥体部件与球形靶室相连接，真空度与靶室真空度保持一致，要求达到1X10一Pa。本文根据锥体部件的结构特点和技术要求，对关键工艺过程进行了深入分析，提出了一套完整的热处理方式和加工工艺方案。簇弧⋯⋯O“狲一—_=／一

8、f8糕缈、、～＼量1200oB●8502关键工艺分析图2锥体部件零件2．1去应力热处理锥体部件使用的材料为1Crl8Ni9Ti，属于通用型铬镍奥氏体不锈钢，由于奥氏体不锈钢的导热系数小、线性膨胀系数大，在对局部加热进行焊接后