CN106670302A - 球形长瓜瓣拉型成形方法 - Google Patents

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尹萍
张杰刚
王永明
王存
周宇
李玉辰
孟凡成
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China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Capital Aerospace Machinery Co Ltd
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China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Capital Aerospace Machinery Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20—Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening

Abstract

本发明属于塑性加工技术领域，具体公开了一种球形长瓜瓣拉型成形方法，采用两次拉型成形工艺，两次拉型之间采用淬火工艺进行热处理，加强材料强度，同时热处理过程选择淬火工艺关键参数，进一步防止毛料在处理过程中变形过大，影响二次拉型成形精度；进一步的，通过限定拉型模的回弹率参数，进一步保证成形精度。采用修正和人工时效，保证最后的零件精度。

Description

球形长瓜瓣拉型成形方法
技术领域
本发明属于塑性加工技术领域，具体涉及一种球形长瓜瓣制造方法。
背景技术
箱底瓜瓣是运载火箭贮箱的关键零件之一，主要是用来装载火箭燃料。拉型成形就是毛料按拉形模在拉型机上拉型成形。拉型成形的基本原理是利用弯曲和拉伸的作用，使板料与模胎的型面全部贴合而成为双曲度零件的成形过程，如图1所示。
5米直径球形长瓜瓣，小端半径R370mm，大端半径R2374mm，厚度尺寸为6.5mm、8mm、9mm三种规格，零件展开尺寸2100mm×3800mm。材料为硬铝合金2219(147，LY19)板材。在开始阶段板料为弯曲变形。在弯曲的同时，进入拉型的中间阶段。此时两钳口沿加持板料的切线方向，向两侧的斜下方拉伸，在这个过程中毛料受拉力而产生塑性变形。板料在拉型过程中发产生不均匀拉应力和拉伸应变，由于零件尺寸较大，弯曲卸载后会发生一定的弹性变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塑性变形较小、成形后回弹较小、质量较高的球形长瓜瓣拉型成形方法。
本发明的技术方案如下：
一种球形长瓜瓣拉型成形方法，该方法包括如下步骤：
1)成形准备
a.切取毛料，下热处理横轧试片；
b.拉型模选择回弹率1～1.2％；
2)预拉型成形
a.清理拉型模表面，选择表面光滑的拉型膜；
b.拉型胎表面涂抹PE薄膜润滑；
c.将上述毛料的两端利用钳口装卡在拉型机上，利用拉型机进行预拉型成形；
d.将两侧钳口打开，将毛料从两侧钳口中卸下；
3)对预拉型之后的毛料进行淬火处理
淬火工艺为：535±5℃，保温30分钟，转移时间为8～12秒；
4)补拉型成形
将淬火后的毛料利用钳口重新装卡在拉型机上进行补拉成形；
a.毛料两端利用钳口装卡在拉型机上；
b.利用拉型机对毛料进行补拉型成形毛料贴胎；
c.将毛料从两侧钳口中卸下；
5)切割余量形成零件
进行余量去除，将拉型后的毛料按照工件样板切割线划线，切除划线以外的余量
6)修整
修整零件至贴胎；
7)人工时效
工艺参数为：175±5℃，保温时间为15～20小时；
重复上述步骤6)直到零件满足工艺要求。
在上述的球形长瓜瓣拉型成形方法中：步骤2)预拉型成形中的预拉变形量控制在0～2％。
在上述的球形长瓜瓣拉型成形方法中：针对毛料表面有磕碰伤，则在预拉型成形步骤之前进行表面缺陷处理，将毛料打磨光滑。
在上述的球形长瓜瓣拉型成形方法中：所述的零件满足工艺要求是指，零件与检验胎的间隙为0～3.5mm。
本发明的显著效果在于：采用两次拉型成形工艺，两次拉型之间采用淬火工艺进行热处理，加强材料强度，同时热处理过程选择淬火工艺关键参数，进一步防止毛料在处理过程中变形过大，影响二次拉型成形精度；
进一步的，通过限定拉型模的回弹率参数，进一步保证成形精度。
采用修正和人工时效，保证最后的零件精度。
附图说明
图1为拉型成形示意图；
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
1)成形准备
a.切取毛料，下热处理横轧试片；
b.拉型模选择回弹率1.0～1.2％。
2)表面缺陷处理
如果毛料表面光滑则无需此步骤，直接进入预拉型成形步骤；
针对毛料表面的磕碰伤，需要进行打磨光滑再进入预拉型成形步骤。
3)预拉型成形
a.清理拉型模表面，使拉型表面光滑；
b.拉型胎表面铺PE薄膜润滑；
c.将毛料装卡在设备钳口中；
d.预拉成形：预拉变形量控制在0～2％；
e.卸料：将两侧钳口打开，将毛料从两侧钳口中卸下。
4)对预拉型之后的毛料进行淬火处理
毛料利用淬火炉进行淬火处理。
毛料采取单件淬火，用夹具固定压紧钳口夹持部分；
淬火工艺为：535±5℃，保温30分钟，转移时间为8～12秒。
5)补拉型成形
将淬火后的毛料重新装卡在拉型机上进行补拉成形
a.毛料两端利用钳口装卡在拉型机上；
b.利用拉型机对毛料进行补拉型成形毛料贴胎；
c.将毛料从两侧钳口中卸下。
6)切割余量
利用高压水切割机进行余量去除，形成零件
7)修整
修整零件至贴胎；
8)人工时效
进行时效处理
工艺参数为：175±5℃，保温时间为15～20小时，随炉冷却。
重复上述步骤7)直到零件与检验胎的间隙为0～3.5mm。

Claims (4)

1.一种球形长瓜瓣拉型成形方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)成形准备
a.切取毛料，下热处理横轧试片；
b.拉型模选择回弹率1～1.2％；
2)预拉型成形
a.清理拉型模表面，选择表面光滑的拉型膜；
b.拉型胎表面涂抹PE薄膜润滑；
c.将上述毛料的两端利用钳口装卡在拉型机上，利用拉型机进行预拉型成形；
d.将两侧钳口打开，将毛料从两侧钳口中卸下；
3)对预拉型之后的毛料进行淬火处理
淬火工艺为：535±5℃，保温30分钟，转移时间为8～12秒；
4)补拉型成形
将淬火后的毛料利用钳口重新装卡在拉型机上进行补拉成形；
a.毛料两端利用钳口装卡在拉型机上；
b.利用拉型机对毛料进行补拉型成形毛料贴胎；
c.将毛料从两侧钳口中卸下；
5)切割余量形成零件
进行余量去除，将拉型后的毛料按照工件样板切割线划线，切除划线以外的余量
6)修整
修整零件至贴胎；
7)人工时效
工艺参数为：175±5℃，保温时间为15～20小时；
重复上述步骤6)直到零件满足工艺要求。
2.如权利要求1所述的球形长瓜瓣拉型成形方法，其特征在于：步骤2)预拉型成形中的预拉变形量控制在0～2％。
3.如权利要求1所述的球形长瓜瓣拉型成形方法，其特征在于：针对毛料表面有磕碰伤，则在预拉型成形步骤之前进行表面缺陷处理，将毛料打磨光滑。
4.如权利要求1所述的球形长瓜瓣拉型成形方法，其特征在于：所述的零件满足工艺要求是指，零件与检验胎的间隙为0～3.5mm。
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