用于航空发动机的后轴颈内圆面镀铬修复方法及夹具.pdf

本发明提供了一种用于航空发动机的后轴颈内圆面镀铬修复方法及夹具，所述后轴颈的中部具有一个需要镀铬修复的内圆面，所述内圆面上方具有一个内螺纹面，下方具有一个下部内圆面；所述夹具包括一个上屏板以及一个下屏板；所述上屏板具有一个供阳极杆穿过的中心通孔；所述下屏板具有一个供阳极杆顶住其底部的中心盲孔。本发明通过提供的夹具，可以将后轴颈牢固地固定起来，避免后轴颈位置变化导致镀层厚度不均匀，同时利用夹具可以十分方便快捷地将无需镀铬修复的部分覆盖保护起来，减少了涂漆、贴铅皮等保护工作量，提高了工作效率，缩短了修复周期。

1.  一种用于航空发动机的后轴颈内圆面镀铬修复方法，所述后轴颈(1)呈下部小、上部逐渐变大的喇叭口状结构，所述后轴颈(1)的中部具有一个需要镀铬修复的内圆面(11)；所述内圆面(11)上方具有一个内螺纹面(12)，下方具有一个下部内圆面(13)；所述内螺纹面(12)与所述内圆面(11)之间具有一个第一内凹部(14)；所述下部内圆面(13)与所述内圆面(11)之间具有一个第二内凹部(15)，其特征在于，所述修复方法包括如下步骤：
1)对所述后轴颈(1)加热消除应力；
2)提供一个夹具(2)，所述夹具(2)包括一个塑料制成的上屏板(22)以及一个塑料制成的下屏板(23)；所述上屏板(22)具有一个供阳极杆(25)穿过的中心通孔(221)，围绕所述中心通孔(221)设置有多个供电镀液流过的上部电镀液孔(222)；所述下屏板(23)具有一个供阳极杆(25)顶住其底部的中心盲孔(231)，围绕所述中心盲孔(231)设置有多个供电镀液流过的下部电镀液孔(232)；将所述下屏板(23)卡在所述下部内圆面(13)上，将所述上屏板(22)拧在所述内螺纹面(12)上。
3)对所述后轴颈(1)进行化学除油并清洗；
4)将所述后轴颈(1)连同所述夹具(2)放入镀铬槽内；先进行阳极腐蚀，阳极腐蚀电流为20A～25A，阳极腐蚀时间为15s～30s；然后开冲电，冲电电流为40A～100A，冲电时间为1min-3min；然后再逐步将电流降至工作电流20A～60A开始镀铬，镀铬温度为约50℃～60℃，镀铬时间：4-6小时；
5)除氢：镀后10小时内除氢。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，加热消除应力的加热温度为190±10℃，加热时间≥3h。

3.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，除油温度为70℃～90℃，除油时间为5min～30min。

4.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，除油后分别 用流动温水和流动冷水将所述后轴颈(1)清洗干净；其中流动温水的温度为40℃～70℃，流动温水的清洗时间为1min～3min；流动冷水的温度为室温，流动冷水的清洗时间为1min～3min。

5.  如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，流动冷水清洗后所述后轴颈(1)表面的水膜在30s内应保持连续不破。

6.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，除氢温度为190℃±10℃，除氢时间≥3h。

7.  一种用于航空发动机的后轴颈内圆面镀铬修复夹具，所述后轴颈(1)呈下部小、上部逐渐变大的喇叭口状结构，所述后轴颈(1)的中部具有一个需要镀铬修复的内圆面(11)；所述内圆面(11)上方具有一个内螺纹面(12)，下方具有一个下部内圆面(13)；所述内螺纹面(12)与所述内圆面(11)之间具有一个第一内凹部(14)；所述下部内圆面(13)与所述内圆面(11)之间具有一个第二内凹部(15)；其特征在于，所述夹具(2)包括一个塑料制成的上屏板(22)以及一个塑料制成的下屏板(23)；所述上屏板(22)具有一个供阳极杆(25)穿过的中心通孔(221)，围绕所述中心通孔(221)设置有多个供电镀液流过的上部电镀液孔(222)；所述下屏板(23)具有一个供阳极杆(25)顶住其底部的中心盲孔(231)，围绕所述中心盲孔(231)设置有多个供电镀液流过的下部电镀液孔(232)。

8.  如权利要求7所述的夹具，其特征在于，所述上屏板(22)的上端具有与所述内螺纹面(12)相配合的外螺纹(223)，下端具有屏蔽所述第一内凹部(14)的第一延伸部(224)。

9.  如权利要求7所述的夹具，其特征在于，所述下屏板(23)的下端具有阻止所述下屏板(23)滑落的阶梯部(233)，上端具有屏蔽所述第二内凹部(15)的第二延伸部(234)。

10.  如权利要求7所述的夹具，其特征在于，所述上部电镀液孔(222)和所述下部电镀液孔(232)均为阶梯孔，所述上部电镀液孔(222)和所述下部电镀液孔(232)的所述阶梯孔的直径大的一端均向上设置。

用于航空发动机的后轴颈内圆面镀铬修复方法及夹具
技术领域
本发明涉及一种航空发动机零部件在加工过程中尺寸超差后的镀铬修复方法及夹具，涉及局部镀铬保护工装结构及不锈钢零件的镀铬技术，尤其涉及一种用于航空发动机的后轴颈内圆面镀铬修复方法及夹具。
背景技术
后轴颈是保障航空发动机安全稳定运行的重要零件，图1显示的是一种用于航空发动机的后轴颈的局部剖视结构示意图，为了满足航空领域的高强度、轻量化的设计要求，后轴颈多采用不锈钢制成。图1所示后轴颈是一种形状结构复杂，壁厚较薄的盘轴类零件，其加工工艺复杂，在机加工过程中经常出现尺寸超差的状况，因修复难度大而报废处理则废品损失很大，而且浪费了加工时间。
采取镀铬修复的方法修复零件的超差尺寸是一种常用技术，然而对于修复图1所示的后轴颈中间位置的内圆尺寸来说，由于后轴颈内圆面需要镀铬的内圆面区域位于中间位置，因此对于没有尺寸超差的部分，例如需要镀铬的内圆面区域上方以及下方区域等，都需要保护起来。而通常的涂漆、贴铅皮等保护方式工作量很大，由于需要保护的区域远大于需要镀铬修复的外圆面，导致后轴颈的镀铬修复周期由此被大大延长，效率很低，成本很高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于航空发动机的后轴颈内圆面镀铬修复方法及夹具，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于航空发动机的后轴颈内圆面镀铬修复方法，所述后轴颈呈下部小、上部逐渐变大的喇叭口状结构，所述后轴颈的中部具有一个需要镀铬修复的内圆面；所述内圆面上方具有一个 内螺纹面，下方具有一个下部内圆面；所述内螺纹面与所述内圆面之间具有一个第一内凹部；所述下部内圆面与所述内圆面之间具有一个第二内凹部，所述修复方法包括如下步骤：1)对所述后轴颈加热消除应力；2)提供一个夹具，所述夹具包括一个塑料制成的上屏板以及一个塑料制成的下屏板；所述上屏板具有一个供阳极杆穿过的中心通孔，围绕所述中心通孔设置有多个供电镀液流过的上部电镀液孔；所述下屏板具有一个供阳极杆顶住其底部的中心盲孔，围绕所述中心盲孔设置有多个供电镀液流过的下部电镀液孔；将所述下屏板卡在所述下部内圆面上，将所述上屏板拧在所述内螺纹面上；3)对所述后轴颈进行化学除油并清洗；4)将所述后轴颈连同所述夹具放入镀铬槽内；先进行阳极腐蚀，阳极腐蚀电流为20A～25A，阳极腐蚀时间为15s～30s；然后开冲电，冲电电流为40A～100A，冲电时间为1min-3min；然后再逐步将电流降至工作电流20A～60A开始镀铬，镀铬温度为50℃～60℃，镀铬时间：4-6小时；5)除氢：镀后10小时内除氢。
优选地，所述步骤1中，加热消除应力的加热温度为190±10℃，加热时间≥3h。
优选地，所述步骤3中，除油温度为70℃～90℃，除油时间为5min～30min。
优选地，所述步骤3中，除油后分别用流动温水和流动冷水将所述后轴颈(1)清洗干净；其中流动温水的温度为40℃～70℃，流动温水的清洗时间为1min～3min；流动冷水的温度为室温，流动冷水的清洗时间为1min～3min。
优选地，所述步骤3中，流动冷水清洗后所述后轴颈(1)表面的水膜在30s内应保持连续不破。
优选地，所述步骤5中，除氢温度为190℃±10℃，除氢时间≥3h。
本发明还提供了一种用于航空发动机的后轴颈内圆面镀铬修复夹具，所述后轴颈呈下部小、上部逐渐变大的喇叭口状结构，所述后轴颈的中部具有一个需要镀铬修复的内圆面；所述内圆面上方具有一个内螺纹面，下方具有一个下部内圆面；所述内螺纹面与所述内圆面之间具有一个第一内凹部；所 述下部内圆面与所述内圆面之间具有一个第二内凹部；所述夹具包括一个塑料制成的上屏板以及一个塑料制成的下屏板；所述上屏板具有一个供阳极杆穿过的中心通孔，围绕所述中心通孔设置有多个供电镀液流过的上部电镀液孔；所述下屏板具有一个供阳极杆顶住其底部的中心盲孔，围绕所述中心盲孔设置有多个供电镀液流过的下部电镀液孔。
优选地，所述上屏板的上端具有与所述内螺纹面相配合的外螺纹，下端具有屏蔽所述第一内凹部的第一延伸部。
优选地，所述下屏板的下端具有阻止所述下屏板滑落的阶梯部，上端具有屏蔽所述第二内凹部的第二延伸部。
优选地，所述上部电镀液孔和所述下部电镀液孔均为阶梯孔，所述上部电镀液孔和所述下部电镀液孔的所述阶梯孔的直径大的一端均向上设置。
本发明的后轴颈内圆面镀铬修复方法中，提供了一个夹具，通过该夹具可以将后轴颈牢固地固定起来，避免后轴颈位置变化导致镀层厚度不均匀，同时利用夹具方便快捷地将无需镀铬修复的部分覆盖保护起来，减少了涂漆、贴铅皮等保护工作量，提高了工作效率，缩短了修复周期。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1显示的是一种用于航空发动机的后轴颈的局部剖视结构示意图；
图2a、2b分别显示的是根据本发明的一个具体实施例的夹具的上屏板的不同视角的立体结构示意图；
图3a、3b分别显示的是根据本发明的另一个具体实施例的夹具的下屏板的不同视角的立体结构示意图；
图4显示的是本发明的夹具安装到后轴颈上时的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
正如本发明背景技术部分所述，本发明提供了一种可用于图1所示的后轴颈1的后轴颈内圆面镀铬修复方法。具体来说，图1显示的是一种用于航空发动机的后轴颈的局部剖视结构示意图，其中，所述后轴颈1呈下部小、上部逐渐变大的喇叭口状结构，其中，图4中显示了该后轴颈1的局部剖视图，从图1和图4可见，后轴颈1的中部具有一个需要镀铬修复的内圆面11；所述内圆面11上方具有一个内螺纹面12，下方具有一个下部内圆面13；所述内螺纹面12与所述内圆面11之间具有一个第一内凹部14；所述下部内圆面13与所述内圆面11之间具有一个第二内凹部15，在一个具体实施例中，所述外圆面11的尺寸要求为Φ71.9mm。
可见，本发明的修复方法需要对后轴颈中间位置的内圆尺寸进行镀铬处理，为了获得良好的镀层质量，首先需要对后轴颈1进行固定处理，避免后轴颈1位置变化导致镀层厚度不均匀，同时还需要对无需镀铬修复的部分进行保护，例如无需镀铬的内螺纹面12和下部内圆面13都需要保护起来，并且更为麻烦的是，由于内螺纹面12与内圆面11之间的第一内凹部14以及下部内圆面13与内圆面11之间的第二内凹部15的存在，使得常规的夹具很难对这种内凹位置进行屏蔽覆盖。
为实现上述目标，下面对本发明的后轴颈内圆面镀铬修复方法分步骤进行详细说明。
1)首先，需要对后轴颈1加热消除磨削应力，以保证镀层结合力，其中，消除应力的加热温度为190±10℃，加热时间≥3h。
2)然后需要提供一个夹具2，以将后轴颈1进行固定，同时通过夹具2将后轴颈1不需要镀铬的内螺纹面12、下部内圆面13、第一内凹部14以及第二内凹部15保护起来。
其中，夹具2包括一个塑料制成的上屏板22(图2a-2b)以及一个塑料制成的下屏板23(图3a-3b)。夹具2的各部分的结构参见图2-3，其中，图2a、2b分别显示的是根据本发明的一个具体实施例的夹具的上屏板的不同视角的立体结构示意图；图3a、3b分别显示的是根据本发明的另一个具体实施例的夹具的下屏板的不同视角的立体结构示意图。
参见图2a、2b，上屏板22具有一个供阳极杆25(图4)穿过的中心通孔221，围绕中心通孔221设置有多个供电镀液流过的上部电镀液孔222。参见 图3a、3b，下屏板23具有一个供阳极杆25顶住其底部的中心盲孔231，围绕中心盲孔231设置有多个供电镀液流过的下部电镀液孔232。
提供了夹具2之后，首先将夹具2的下屏板23卡在下部内圆面13上，然后上屏板22拧在内螺纹面12上，其中图4显示的是本发明的夹具安装到后轴颈上时的结构示意图。参见图4，安装夹具2的时候，可以通过阳极杆25顶住下屏板23的中心盲孔231将下屏板23塞到下部内圆面13所在的位置，然后使上屏板22的中心通孔221穿设到阳极杆25上，使上屏板22沿着阳极杆25滑落到内螺纹面13所在的位置然后拧紧。下屏板23的中心盲孔231一方面可以提供使阳极杆25顶住下压下屏板23的结构，另一方面可以使阳极杆25得到定位，使得阳极杆25仅仅在中心盲孔231的上方获得用于电镀的电场，而中心盲孔231下端被屏蔽住，因而电镀过程中无需对浸泡在电镀液中的下屏板23下方的零件结构采取覆盖屏蔽措施，提高了工作效率。
具体来说，将下屏板23以及上屏板22卡在后轴颈1内部的步骤是通过下屏板23和上屏板22的尺寸来实现的。例如，在一个具体实施例中，下屏板23的下端具有阻止下屏板23滑落的阶梯部233，上端具有屏蔽第二内凹部15的第二延伸部234。由于本发明的后轴颈1是上部大下部小的结构，因此下屏板23下部形成的阶梯结构将下屏板23挡住使其不致于从下部内圆面13滑落出去。
再比如，在另一个具体实施例中，上屏板22的上端具有与内螺纹面12相配合的外螺纹223，下端具有屏蔽第一内凹部14的第一延伸部224。
也就是说，本发明为了利用夹具屏蔽无需镀铬的区域，尤其是对于第一内凹部14以及第二内凹部15，提供了利用长度延伸的方式屏蔽它们的第一延伸部224以及第二延伸部234，减少了涂漆、贴铅皮等保护工作量，提高了工作效率，缩短了修复周期。
在另一个具体实施例中，如图4所示，本发明的上部电镀液孔222和下部电镀液孔232均设计成了阶梯孔，上部电镀液孔222和下部电镀液孔232的所述阶梯孔的直径大的一端均向上设置。也就是说，本发明通过设置阶梯孔形式的电镀液孔，一方面可保障电镀液的流通顺畅，使镀层均匀，另一方 面，所述阶梯孔的直径大的一端可有助于人员用手指插入所述阶梯孔，从而便于手工对所述上屏板22和所述下屏板23进行装配到位。
3)安装了夹具2之后，对安装了夹具2的后轴颈1进行化学除油。例如可以利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用，将零件表面油污除去。具体来说，可以利用氢氧化钠、碳酸钠之类的碱性物质起皂化作用；利用诸如磷酸钠、硅酸钠之类的表面活性剂起乳化作用除去不可皂化油。
在一个具体实施例中，化学除油温度为70℃～90℃，除油时间为5min～30min；除油后分别用流动温水和流动冷水将后轴颈1清洗干净；其中流动温水的温度为40℃～70℃，流动温水的清洗时间为1min～3min；流动冷水的温度为室温，流动冷水的清洗时间为1min～3min；流动冷水清洗后所述后轴颈1表面的水膜在30s内应保持连续不破。
4)之后，将后轴颈1连同夹具2放入镀铬槽内；先进行阳极腐蚀，即将后轴颈1或夹具2与电源正极连接，镀槽内的阳极板与电源负极连接，使零件变成阳极，而阳极板变成阴极。本步骤通过开反电，起到零件表面活化作用，以便于下一步的电镀操作。
在一个具体实施例中，阳极腐蚀电流为20A～25A，阳极腐蚀时间为15s～30s。
然后开冲电，冲电电流为40A～100A，冲电时间为1min-3min。此步骤中，在阳极腐蚀结束之后将电极的连接反向反转，即将后轴颈1或夹具2与电源负极连接，镀槽内的阳极板与电源正极连接，以大电流进行冲击镀。
之后，再逐步将电流降至工作电流20A～60A开始正常镀铬，电极的连接反向与冲击镀时相同，镀铬温度为50℃～60℃，镀铬时间：4-6小时。
在一个具体实施例中，镀铬之前控制需要镀铬的内圆面11的镀前尺寸为Φ72.06mm，镀后通过打磨修正所需的内圆尺寸为Φ71.9mm。
5)最后是除氢：镀后10小时内除氢，去除电镀过程中零件表面的渗氢，通过在控温除氢炉内加温方式实现。除氢温度为190℃±10℃，除氢时间≥3h。
本发明的后轴颈内圆面镀铬修复方法中，提供了一个夹具，通过该夹具可以将后轴颈牢固地固定起来，避免后轴颈位置变化导致镀层厚度不均匀，同时利用夹具方便快捷地将无需镀铬修复的部分覆盖保护起来，减少了涂漆、贴铅皮等保护工作量，提高了工作效率，缩短了修复周期。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。