某大型寬溫域高速風(fēng)洞噴管段柔板成形及加工工藝研究

關(guān)鍵詞：風(fēng)洞；噴管段；柔板；低溫鋼；成形工藝

中圖分類號(hào)：V211.74：TG156.92 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2025.07.004

文章編號(hào)：1006-0316（2025） 07-0025-08

Abstract ： This study focuses on the development requirements of SO3 martensitic low temperature stainless steel flexible plate of nozle section of a large wide temperature range high speed wind tunnel. Process test and research such as hot-bending forming，heat treatment，cryogenic treatment，machining，surface finish and residual detection have been carried out by using medium-sized scaled-down test specimens.The process routes and parameters meeting the product's external dimensions and performance indicators have been proposed and have beensuccessfully applied in the development of two flexible plate products.The research findings demonstrate that by employing the methodsof hot-bending forming，high-temperature annealing，and normal-temperature rectification， a forming accuracy of up to 1.5mm can be achieved. Adopting the 900°C/1 h （wc） +750^°C/1 h （wc） +750°C/1 h （wc） +500^°C/2 h （AC） heat treatment process， the work piece can obtain a yield strength exceding 1000MPa while meeting the requirements for toughness indicators. Annealing treatment cannot reduce the surface residual stress.However，the residual stressinside the flexible plate is less than thaton the surface and satisfies the index requirements.The optimized heat treatment tool and the air-cooling method have a significant effect on controlling the heat treatment deformation ofthe product. Using staged milling on the topand bottom faces alternately and a polishing machine can ensure the final external dimension accuracy and surface quality of the flexible plate product.

Key words ∵ wind tunnel ; nozzle section ; flexible plate ; low temperature stainless steel ; forming proce

噴管段是為高速風(fēng)洞提供跨超聲速氣流的關(guān)鍵部段，它位于收縮段下游、試驗(yàn)段上游，作用是使氣流加速，并獲得均勻流場(chǎng)[1]。在亞聲速工況下，氣流經(jīng)收縮段加速后在噴管段連續(xù)收縮的內(nèi)型面作用下繼續(xù)收縮、加速；在跨超聲速工況下，氣流從收縮段至噴管段內(nèi)型面喉道區(qū)域持續(xù)加速到聲速，再?gòu)暮淼牢恢瞄_始均勻加速膨脹，直至噴管段出口達(dá)到所需要的試驗(yàn)馬赫數(shù)。不同馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)不同的喉道高度和膨脹曲線，這就需要噴管段內(nèi)型面要設(shè)計(jì)加工為柔性可變輪廓的面板，簡(jiǎn)稱柔板。在高精度驅(qū)動(dòng)裝置的作用下，柔板在平行的固定側(cè)壁間形成所需馬赫數(shù)型面輪廓。

噴管段的柔板因材料性能特殊，型面精度要求高、機(jī)加量大、制造周期長(zhǎng)、報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)，一直以來都是高速風(fēng)洞建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。某大型寬溫域高速風(fēng)洞噴管段在設(shè)計(jì)和使用中，不僅要實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)段流場(chǎng)馬赫數(shù)均方根偏差和軸向梯度等苛刻的流場(chǎng)指標(biāo)要求，還必須考慮 300K 溫差范圍快速降溫和 0.4MPa 壓差范圍氣動(dòng)載荷共同作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形。為克服低溫工況對(duì)柔板尺寸穩(wěn)定性和自身結(jié)構(gòu)可靠性的不利影響，同時(shí)滿足大變形、高精度的型面控制指標(biāo)要求，該風(fēng)洞柔板設(shè)計(jì)采用寬幅等厚預(yù)彎薄板結(jié)構(gòu)，由分布在背風(fēng)面的多組電動(dòng)缸通過連桿驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)工況下多組馬赫數(shù)型面輪廓的精準(zhǔn)定位。這種解耦式柔板及其驅(qū)動(dòng)方式有效解決了寬溫域試驗(yàn)條件下，不同功能機(jī)械結(jié)構(gòu)因降溫速率、變形量不同導(dǎo)致的流固熱耦合問題，同時(shí)也對(duì)柔板材料性能和加工精度都提出了更高要求，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有工業(yè)制造水平提出了極大挑戰(zhàn)。

常規(guī)風(fēng)洞柔板材料如45、980、30CrMnS、N50、2Cr13等，機(jī)械性能均不能完全滿足低溫工況的使用要求。低溫工況柔板的研制在國(guó)內(nèi)尚屬首次，沒有經(jīng)驗(yàn)可循。本文從新材料的選型應(yīng)用出發(fā)，針對(duì)該柔板控形、控性和加工難點(diǎn)開展工藝研究，通過工藝試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證、優(yōu)化工藝參數(shù)，為同類大規(guī)格高精度曲面薄板研制提供解決方案。

1柔板成形及加工技術(shù)難點(diǎn)

如圖1所示，柔板的有效長(zhǎng)度（弧長(zhǎng)）為6354mm 寬度為 2596mm 、厚度為 20mm 自然狀態(tài)下，柔板尺寸和形位公差須滿足長(zhǎng)度尺寸?1mm ，寬度尺寸 ?0.1mm ；型面輪廓與理論輪廓的峰峰值誤差須滿足：曲線部分 ?0.1mm， （2直線部分 ?0.05mm ；全板厚度均勻性優(yōu)于±0.2mm ，粗糙度優(yōu)于 Ra1.6， ，加工后的表面殘余應(yīng)力低于 200MPa

通過對(duì) 30CrMnSi 等常規(guī)風(fēng)洞柔板材料，以及N50等低溫材料的需求分析、性能對(duì)比，以及工程應(yīng)用成熟度考察，該柔板材料最終選擇馬氏體沉淀不銹鋼022Cr12Ni10MoTi（代號(hào)S03），力學(xué)性能指標(biāo)如表1所示。馬氏體時(shí)效鋼具有出色的機(jī)械性能和力學(xué)屬性被廣泛用于航空航天，船舶和車輛制造工程領(lǐng)域中[2-3]。同時(shí)該材料屬于典型難加工材料，具有加工表面質(zhì)量差、刀具磨損嚴(yán)重等問題[4]。

國(guó)內(nèi)在大噸位S03材料曲面薄板制備工藝方面尚屬空白，原材料制備、曲面成形、性能熱處理、機(jī)械加工等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)均存在眾多不可預(yù)見的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。在成形和加工過程中產(chǎn)生的表面殘余應(yīng)力，會(huì)對(duì)柔板最終型面穩(wěn)定性、尺寸精度，以及使用壽命等帶來不可忽視的影響。在控制型面精度的同時(shí)，如何開展性能熱處理以保證柔板的力學(xué)性能也是該項(xiàng)目的難點(diǎn)之一。

圖1柔板外形尺寸示意圖（單位：mm）

表1柔板主要力學(xué)性能指標(biāo)

在此類薄板零件在成型和機(jī)加精度受殘余應(yīng)力和機(jī)加工藝參數(shù)設(shè)置影響研究方面，Gao等[5]基于板殼單元基本理論，發(fā)現(xiàn)板材的彎曲變形可定義為沿厚度層分布的初始?xì)堄鄳?yīng)力對(duì)加工變形影響的線性代數(shù)和，且發(fā)現(xiàn)表初始?xì)堄鄳?yīng)力對(duì)加工變形的影響遠(yuǎn)大于中性層附，消除表層初始?xì)堄鄳?yīng)力可大幅減小零件的最終變形量；葉海潮研究了毛坯初始?xì)堄鄳?yīng)力導(dǎo)致加工變形的原因，在加工過程中，隨著材料不斷被去除，部分初始?xì)堄鄳?yīng)力釋放破壞了工件內(nèi)部原有的力矩平衡狀態(tài)，工件通過殘余應(yīng)力的重新分布和變形達(dá)到新的平衡狀態(tài)。王慶明等7對(duì)盲孔法、X射線法等殘余應(yīng)力檢測(cè)方法的有效性、準(zhǔn)確性和操作簡(jiǎn)便性等方面進(jìn)行了對(duì)比；楊曉峰等8經(jīng)過工藝研究，探索出了一種采用涂層刀片、差異化切削參數(shù)、分區(qū)域交替法向加工、在線監(jiān)控和樣板測(cè)量相互驗(yàn)證形變的工藝方法，不僅保證了型面精度要求，而且大幅提升了工效，解決了大尺寸不銹鋼薄壁零件高精度曲面加工的難題；李洋等9采用有效裝夾、應(yīng)力應(yīng)變控制及補(bǔ)充加工等方法，解決了大型薄壁殼體工件整體鍛件的車銑加工難題；尚逢祥等[10基于輪廓法研究了不同深冷參數(shù)與高溫復(fù)合時(shí)效對(duì)抗氫鋼薄壁構(gòu)件加工變形和初始?xì)堄鄳?yīng)力的影響，經(jīng)過 350^°C （2h）、號(hào) -130C （ （10h） 、 350^°C （2h）深冷處理后的試樣殘余應(yīng)力空間分布特性保持穩(wěn)定，殘余拉應(yīng)力峰值由處理前 300MPa 降低至 100MPa，應(yīng)力幅值降低了 66.7‰

針對(duì)上述技術(shù)難點(diǎn)，本文通過試制與柔板產(chǎn)品等厚度、全曲率、半寬度的中等尺寸試驗(yàn)件（簡(jiǎn)稱中試件），對(duì)影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要工藝和工序，如熱軋、熱彎成形、熱處理、殘余應(yīng)力檢測(cè)、機(jī)加工，以及表面拋光、深冷處理等方法和關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，論證了技術(shù)路線可行性，并以此開展了柔板產(chǎn)品的加工制造。

2中試件工藝研究

2.1中試件規(guī)格及工藝路線

根據(jù)常規(guī)風(fēng)洞柔板研制經(jīng)驗(yàn)，柔板毛坯選用 45mm 厚的板材。柔板中試件毛坯規(guī)格設(shè)計(jì)為 3700mm （長(zhǎng)） ×1200mm （寬） ×46mm （厚），長(zhǎng)度方向包含柔板所有彎曲段型面。

柔板中試件的工藝路線為：原材料制備 $$ 真空感應(yīng)爐冶煉 $$ 真空自耗爐冶煉 $$ 多次墩拔后開板坯 $$ 超聲波探傷 $$ 熱軋 $$ 退火 $$ 尺寸檢查 $$ 超聲波探傷 + 表面探傷 $$ 平板劃線 $$ 卷板機(jī)熱彎曲 $$ 型面檢查 $$ 去應(yīng)力退火 $$ 尺寸、型面檢測(cè) $$ 性能熱處理 $$ 全面性能檢測(cè) $$ 超聲波探傷 + 表面探傷 $$ 尺寸復(fù)檢（三維掃描儀全尺寸測(cè)量） $$ 殘余應(yīng)力檢測(cè) $$ 粗加工 $$ 深冷處理（兩次） $$ 精加工 $$ 殘余應(yīng)力檢測(cè) $$ 精度檢測(cè) $$ 合格。其中，重難點(diǎn)工藝包括彎曲、性能熱處理、殘余應(yīng)力控制、機(jī)加工藝參數(shù)優(yōu)化等環(huán)節(jié)。

2.2熱彎成形工藝研究

柔板中試件板坯在攀鋼集團(tuán)長(zhǎng)城特殊鋼有限公司冶煉鍛造后，在鞍鋼熱軋至厚度 46mm 再由中信重工進(jìn)行熱彎處理。首次熱彎采用400^°C 溫度預(yù)熱，經(jīng)過彎板機(jī)彎曲配合型面檢測(cè)工具，將平板彎曲成需要的曲面，工藝原理如圖2所示。

表2給出了柔板中試件熱彎后和熱彎再退火后兩種不同狀態(tài)下的尺寸偏差分布， A～H 為長(zhǎng)度方向分布的標(biāo)識(shí)。

圖2柔板曲面熱卷制示意圖

表2中試件不同狀態(tài)下的尺寸偏差分布

由表2可見，柔板經(jīng)過熱彎曲后最大的尺寸偏差出現(xiàn)在最大曲率變形位置。根據(jù)型面樣板測(cè)量對(duì)比，其兩端尺寸偏差分布達(dá)到了 6mm 和 9mm_? 。在高溫退火時(shí)，使用工裝壓緊矯形的措施來修正柔板的形狀。如表2所示，經(jīng)過二次常溫矯形與控形約束下高溫退火，可以將毛壞型面狀態(tài)控制在尺寸偏差指標(biāo)要求之內(nèi)。

2.3熱處理工藝研究

從柔板中試件本體取樣進(jìn)行熱處理工藝試驗(yàn)，樣塊尺寸為 300mm （長(zhǎng)） ×200mm （寬）×46mm （厚）。針對(duì)S03材料低溫強(qiáng)韌性匹配目標(biāo)，結(jié)合馬氏體時(shí)效鋼組織與性能受固溶和時(shí)效溫度影響敏感的特點(diǎn)[11-13]，本次試驗(yàn)將樣塊分為6件 100mm （長(zhǎng)） ×100mm （寬）×46mm （厚）試樣，對(duì)以下5組工藝參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證（WC為水冷，AC為空冷）：

（1） （2） 500^°C/2h（AC） （20 （3） 900^°C/1h（WC）+750^°C/1h（WC）+ 500^°C/2h（AC） （4） （5） 500^°C/2 h （AC）

表3給出了柔板中試件試樣不同熱處理工藝下的力學(xué)性能。由表可見5種熱處理工藝模擬下，僅第（1）項(xiàng)高韌工藝和第（3）項(xiàng)高強(qiáng)工藝能全部滿足指標(biāo)要求。綜合各方面考慮，確定柔板中試件的熱處理工藝為： 900^°C/1 h（wC） h （WC） h （wC） （AC）。

表3柔板中試件不同熱處理工藝下的力學(xué)性能

2.4殘余應(yīng)力檢測(cè)及研究

在原材料制備、熱軋、熱彎成形等工序?qū)嵤┻^程中，柔板表面會(huì)留存大量殘余應(yīng)力。該應(yīng)力的釋放或累積在后續(xù)熱處理、深冷處理、機(jī)加工等工序會(huì)影響型面精度指標(biāo)，柔板研制指標(biāo)中對(duì)殘余應(yīng)力的量值和分布也有明確要求（低于 200MPa. ）。因此，如何精準(zhǔn)測(cè)量柔板表面殘余應(yīng)力，以及有效控制由其引起的型面變形是必須要研究解決的問題。

殘余應(yīng)力檢測(cè)方法參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T7704一2017^[14] 中的無損檢測(cè)X射線應(yīng)力測(cè)定，測(cè)試儀器選用芬蘭XStressRobotX射線應(yīng)力分析儀。在每個(gè)測(cè)點(diǎn)位置檢測(cè) 0^° （柔板寬度方向）和 90^° （柔板長(zhǎng)度方向）兩個(gè)方向的殘余應(yīng)力值。

柔板中試件在熱處理工藝試驗(yàn)前表面的殘余應(yīng)力均為壓應(yīng)力分布，其上表面 0^° 方向?yàn)?144MPa ： 90^° 方向?yàn)?.134MPa ；下表面 0^° 方向?yàn)??80MPa. 行 90^° 方向?yàn)?-71MPa 經(jīng)過5種性能熱處理后，試樣的殘余應(yīng)力較熱處理前量值均有較大增加。其中，熱處理工藝（1）試樣背面殘余應(yīng)力分別為 -203MPa 二 （0^°） 和 -237MPa （2 （90^°） ）；熱處理工藝（3）試樣背面殘余應(yīng)力為 -299MPa （0^°） 和 -282MPa （90^°） ）；其他3種熱處理工藝下的表面殘余應(yīng)力更大。為降低熱處理后的柔板中試件表面應(yīng)力，分別采用了 （AC）與 （AC）對(duì)熱處理工藝（1）試樣進(jìn)行低溫退火。退火后的表面殘余應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果見表4。從結(jié)果可以看出，試件的表面殘余應(yīng)力量值不降反升，并未起到預(yù)期的消除應(yīng)力作用。

表4經(jīng)過不同低溫退火后的表面殘余應(yīng)力

為研究柔板沿板厚方向的殘余應(yīng)力分布，以熱處理工藝（1）試樣為試驗(yàn)對(duì)象，沿板厚方向電解腐蝕 1mm 后，采用芬蘭XStressRobotX射線應(yīng)力分析儀進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測(cè)。結(jié)果顯示，殘余應(yīng)力由表層的 -200～.240MPa 降至-140～-170MPa ，平均降幅接近 65MPa 由此可見，試件內(nèi)部的殘余應(yīng)力明顯低于表面，且滿足指標(biāo)（低于 200MPa， ）要求。

2.5加工工藝試驗(yàn)

柔板中試件機(jī)加工分為粗加工（板厚 46～ 25mm， ）、半精加工（板厚 25～22mm， 、精加工（板厚 22～20mm） 三個(gè)階段。為檢測(cè)不同刀具及加工參數(shù)對(duì)柔板中試件加工質(zhì)量和加工效率的影響，分別選用 ?315 槽銑刀盤、 方肩銑刀、 ?₁₆₀ 圓弧銑刀盤、 球頭銑刀、 精銑刀盤對(duì)柔板中試件進(jìn)行加工試驗(yàn)。

根據(jù)粗加工和半精加工對(duì)比試驗(yàn)，使用?32 方肩刀盤垂直于曲面的方式加工時(shí)，效率最高，同時(shí)加工面粗糙度 ?Ra6.3 ；采用 ?₃₁₅ 槽銑刀盤加工的表面粗糙度最低可達(dá)到 Ra1.6 因此粗加工選用 ?32 方肩刀盤，半精加工、精加工選用型號(hào) 115008H-PM 2040 的 ?315 槽銑刀盤。對(duì)于該類鎳基合金，過高切削速度和較小進(jìn)給量，會(huì)引起加工面表面質(zhì)量下降[15]。精加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 180r/min ，進(jìn)給量為 800mm/min 切寬 1mm ，切深為 0.2～0.5mm ，為防止加工累積的表面殘余應(yīng)力導(dǎo)致工件變形，在半精加工和精加工階段，單面板厚去除 1mm 后即對(duì)工件進(jìn)行翻面加工。

圖3S03鋼多種拋光工藝效果對(duì)比圖

表5拋光工藝對(duì)表面殘余應(yīng)力的影響

2.6拋光工藝研究

工件表面粗糙度作為判斷加工性能的一項(xiàng)參考指標(biāo)，對(duì)工件使用壽命、抗疲勞能力及與其他部件的配合精度都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。柔板中試件精加工完后，對(duì)其表面進(jìn)行了4種方法的分區(qū)拋光處理工藝試驗(yàn)，并對(duì)處理后的表面殘余應(yīng)力進(jìn)行了對(duì)比研究。圖3分別是加磨料拋光法（方法1）、拉絲機(jī)拋光法（方法2）、拋光機(jī)（砂紙 Pl20+P360 ）拋光法（方法3）、金相砂紙拋光法（方法4）處理后的效果。4種方法表面粗糙度都可以達(dá)到 Ra1.6

表5給出了上述4種工藝拋光前、后的表面殘余應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果。零件表面拋光后，表面殘余應(yīng)力由拋光前的拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力；電解腐蝕 0.1mm 以后，殘余應(yīng)力仍為拉應(yīng)力，應(yīng)力值范圍 33.4～153.9MPa; 4 種拋光工藝均能滿足殘余應(yīng)力 ?200MPa 的要求。綜合考慮加工效率和絕對(duì)應(yīng)力值大小，最終選擇方法3作為柔板產(chǎn)品拋光工藝。

2.7深冷處理工藝研究

柔板中試件深冷處理采用液氮浸泡的方式，即在液氮池中浸泡1h后，空冷至室溫為1次溫度循環(huán)，連續(xù)進(jìn)行3次。柔板中試件表面沿長(zhǎng)度方向布置6組型面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，位置為熱彎成形型面檢測(cè)點(diǎn) A 至 G 點(diǎn)；每個(gè)檢測(cè)位置沿板寬方向間隔 1000mm 分布左、右2個(gè)測(cè)點(diǎn)。深冷處理前后對(duì)柔板型面精度進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表6所示。從表6可看出，深冷處理前后，柔板的型面精度變化不超過土 1mm ，在形變控制指標(biāo)以內(nèi)。

表6深冷處理前后柔板型面精度

3柔板成品件研制

基于柔板中試件摸索獲得的工藝參數(shù)，柔板產(chǎn)品件的冶煉、鍛造、熱軋、熱彎成形、深冷等工序結(jié)果的力學(xué)性能、型面變形、應(yīng)力分布等指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果與中試件檢測(cè)結(jié)果量值相近。由于產(chǎn)品件板幅寬度大，熱處理后柔板局部出現(xiàn)較大變形，超出工序控制指標(biāo)。圖4（a）所示為熱處理前柔板和工裝的組合體，圖4（b）為固溶熱處理后情況。從圖4（b）可以看出，固溶處理后，柔板、工裝以及卡具都發(fā)生了沿寬度方向的翹曲變形。

經(jīng)分析，導(dǎo)致柔板產(chǎn)品熱處理后局部翹曲的原因在于熱處理工裝、卡具材料的線膨脹系數(shù)與柔板成品件不同，相同溫差下各零組件的變形量不同；由于組件入水順序有先后，柔板產(chǎn)品上、下表面在水冷過程中存在短時(shí)的較大溫差，溫度應(yīng)力引起結(jié)構(gòu)的較大變形。后采用彎板機(jī)對(duì)該件柔板產(chǎn)品翹曲面進(jìn)行反復(fù)、多次常溫矯形，整板變形量最終控制在 3mm 左右，滿足后續(xù)機(jī)加工要求。

針對(duì)上述熱處理變形問題，在進(jìn)行第2件柔板產(chǎn)品熱處理對(duì)熱處理工裝進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。將門字梁卡具材料由Q235換成耐熱性能和強(qiáng)度更高的 30CrMnSi ;沿工裝長(zhǎng)度方向在上部面板焊接32對(duì) 80mm （寬） ×120mm （高）×1200mm （長(zhǎng)）墊高條和10個(gè)中部支點(diǎn)，將柔板產(chǎn)品與熱處理工裝的接觸面由原來的整面貼合改為間斷式局部接觸形式；在工裝中部狹長(zhǎng)通道的上部面板加工20個(gè)直徑 100mm 過水孔，最大可能地促進(jìn)冷卻介質(zhì)快速經(jīng)過柔板成品件下表面，減小上、下表面瞬時(shí)溫差，改進(jìn)型工裝如圖 5^[16] 所示；采用更大尺寸規(guī)格緊固件對(duì)門字梁型壓緊裝置進(jìn)行預(yù)緊，增大整體結(jié)構(gòu)剛度以控制柔板的局部變形；同時(shí)將冷卻方式由水冷改為風(fēng)冷，以保證組件整體均勻降溫，如圖6所示。改進(jìn)熱處理工裝結(jié)構(gòu)和冷卻方式后，第2件柔板熱處理后整板最大變形量不大于 4mm ，與第1件柔板量矯形后量值相近。

圖5改進(jìn)型柔板熱處理工裝

圖6柔板及改進(jìn)型熱處理工裝風(fēng)冷處理

按照柔板中試件機(jī)加工藝驗(yàn)證結(jié)果，2件柔板產(chǎn)品的粗加工刀具選用 ?₃₁₅ 槽銑刀盤，刀片型號(hào)選 115008H-PM 2040_? ，轉(zhuǎn)速設(shè)為固定值 S=165r/min ，進(jìn)給量為 800mm/min ，切寬5～10mm ，切深為 0.5mm ；柔板成品件厚度從46mm 加工到 25mm ，表面粗糙度 Ra6.3 左右。半精加工和精加工階段刀具選擇和進(jìn)給量均與粗加工相同，轉(zhuǎn)速設(shè)為固定值 S=180r/min ，切寬 1mm ，切深為 0.2～0.5mm ；柔板成品件厚度從 25mm 加工到 22mm ，再到最終圖紙要求的 20mm ，表面粗糙度不大于 Ra1.6 加工過程及結(jié)果如圖7所示。

經(jīng)檢測(cè)，加工完成后的2件柔板產(chǎn)品直面部分等厚偏差不大于 0.16mm ，全幅面等厚偏差不大于 0.20mm 曲面輪廓度公差不大于 0.1mm， 直面部分面輪廓度為 0.05mm ，上、下表面粗糙度 Ra1.6 ，殘余應(yīng)力低于 200MPa ，力學(xué)性能等滿足指標(biāo)要求。

圖7柔板機(jī)加工過程及結(jié)果

4結(jié)語

通過開展柔板中試件工藝研究，研究團(tuán)隊(duì)探索和驗(yàn)證了某大型寬溫域高速風(fēng)洞噴管段柔板研制的主要工藝流程，優(yōu)化了工藝參數(shù)和工裝結(jié)構(gòu)，攻克了寬幅薄板高精度曲面成形、超高強(qiáng)韌性熱處理、表面殘余應(yīng)力控制等多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大噸位S03材料曲面薄板制備工藝空白，為同類大規(guī)格高精度曲面薄板研制提供了技術(shù)參考。

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