CN111151630B - 一种直法兰锥形件成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直法兰锥形件成形方法。本发明的是镦挤拉深制坯和旋压复合的成形方法，即制坯时将圆板加热后放入预拉深模具内先拉深成底面大圆角的圆盘形坯料，再镦挤成底面外表面直角的圆盘形坯料，圆盘形坯料的竖直部分作为法兰成形的预备结构。然后用终拉深模具将圆盘形坯料拉深成形，直至圆盘形坯料完全贴合终拉深模具的凹模工作部分，变形后成为平直法兰浅锥形件。最后在旋压机上剪切旋压直法兰浅锥形件的锥形侧壁部分，使侧壁变薄、高度增加，得到所需的直法兰锥形件。本发明的直法兰锥形件成形方法具有生产成本低、产品精度高、性能质量优的特点，提高了产品的材料利用率和性能指标。

Description

一种直法兰锥形件成形方法
技术领域
本发明属于精确塑性成形技术领域，具体涉及一种直法兰锥形件成形方法。
背景技术
在航空航天及军事工业部门,各种回转体类零件的加工在生产中占有很大的比重,据统计锥形件所占的比例为20％左右，其中直法兰锥形件在特定的应用场合中必不可少。直法兰锥形件的传统加工方法有：利用锻铸毛坯进行机械加工，利用板材毛坯进行拉深加焊接成形等。但是，这些方法在不同程度上都存在着内部质量不高、过多消耗原材料及加工工时多的缺点。当前亟需发展一种高效经济的直法兰锥形件的精确塑性成形方法。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种直法兰锥形件质量好、原材料利用率高、加工效率高的直法兰锥形件成形方法。
为达此目的，本发明采用如下技术方案：
一种直法兰锥形件成形方法，所述的方法包括以下步骤：
a.将加热后圆板用预拉深模具成形大圆角圆盘形坯料，大圆角圆盘形坯料的内表面沿盘底的周向有半径为r1的过渡圆角，外表面沿盘底的周向有半径为r2的过渡圆角；
b.在预拉深模具上镦挤大圆角圆盘形坯料的侧壁；
c.用终拉深模具将圆盘形坯料拉深成形，直至圆盘形坯料完全贴合终拉深模具的凹模工作部分，使圆盘形坯料成形为直法兰浅锥形件；
d.将终拉深得到的直法兰浅锥形件固定在旋压机上的芯模上，旋压直法兰浅锥形件的锥形侧壁部分，得到所需的直法兰锥形件。
优选的，所述的步骤(b)中，镦挤圆盘形坯料的侧壁直至侧壁外表面与底面的交角为90°。
优选的，所述的各步骤均对坯料和模具工作部分采用润滑剂润滑。
优选的，所述的润滑剂为环保型润滑剂。
优选的，所述的步骤(c)中，用终拉深模具将圆盘形坯料拉深成形之前，对圆盘形坯料进行二次加热。
优选的，将步骤(d)中，采用剪切旋压方法，对直法兰浅锥形件的锥形侧壁进行旋压。
优选的，将步骤(d)中得到的直法兰锥形件固溶时效处理。
本发明的直法兰锥形件成形方法分解零件的成形力，即采用局部镦挤和旋压的成形方法，在小吨位的成形设备上能生产出大尺寸变壁厚的直法兰锥形件。本发明的直法兰锥形件旋压成形方法利用在预拉深模具内拉深和镦挤成形圆盘形坯料，解决了大尺寸圆盘形坯料外表面与底面的交角部分金属难以充填成直角的问题；在终拉深模上拉深成形直法兰浅锥形件，实现了锥形件直法兰结构的巧妙成形；在旋压机上旋压浅法兰侧壁，可成形出变壁厚的深锥形零件，提高了产品的材料利用率和性能指标。本发明的直法兰锥形件旋压成形方法具有生产成本低、产品精度高、性能质量优的特点。
附图说明
图1为本发明的直法兰锥形件成形方法中的大圆角圆盘形坯料剖视图；
图2为本发明的直法兰锥形件成形方法中的圆盘形坯料三维剖视图；
图3为本发明的直法兰锥形件成形方法中的直法兰浅锥形件的三维剖视图；
图4为采用本发明的直法兰锥形件成形方法生产的直法兰锥形件的三维剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
一种直法兰锥形件成形方法，所述的方法包括以下步骤：
a.将加热后圆板用预拉深模具成形大圆角圆盘形坯料，大圆角圆盘形坯料的内表面沿盘底的周向有半径为r1的过渡圆角，外表面沿盘底的周向有半径为r2的过渡圆角；
b.在预拉深模具上镦挤大圆角圆盘形坯料的侧壁。该步骤中，可根据需要通过更换该步骤中预拉深模具进行大圆角圆盘形坯料的镦挤，以增加侧壁的厚度至所需厚度。
c.用终拉深模具将圆盘形坯料拉深成形，直至圆盘形坯料完全贴合终拉深模具的凹模工作部分，使圆盘形坯料成形为直法兰浅锥形件；
d.将终拉深得到的直法兰浅锥形件固定在旋压机上的芯模上，旋压直法兰浅锥形件的锥形侧壁部分，底部和法兰部分不旋压，得到所需的直法兰锥形件。该步骤d中旋压锥形侧壁，使锥形件侧壁变薄，高度增加，最终得到所需的深度更深的直法兰锥形件
在一个优选的实施例中，所述的步骤(b)中，镦挤圆盘形坯料的侧壁直至侧壁外表面与底面的交角为90°，保证后续成形后能够得到直法兰。
优选的，所述的各步骤均对坯料和模具工作部分采用润滑剂润滑。
优选的，所述的润滑剂为环保型润滑剂。
优选的，所述的步骤(c)中，用终拉深模具将圆盘形坯料拉深成形之前，对圆盘形坯料进行二次加热，以保证材料具有良好的成形性能。
优选的，将步骤(d)中，采用剪切旋压方法，对直法兰浅锥形件的锥形侧壁进行旋压。本发明可采用大圆角的旋轮，利用剪切旋压方法，对直法兰浅锥形件的锥形侧壁进行旋压，从而使侧壁变薄、高度增加，得到所需的直法兰锥形件。
优选的，将步骤(d)中得到的直法兰锥形件固溶时效处理，以提高材料的强度，保证使用性能。
本发明的直法兰锥形件旋压成形方法采用下料、加热、预拉深、镦挤、终拉深制坯、旋压成形的工作步骤，是镦挤拉深制坯和旋压复合的成形方法，即制坯时将圆板加热后放入预拉深模具内先拉深成底面大圆角的圆盘形坯料，再镦挤成底面外表面直角的圆盘形坯料，圆盘形坯料的竖直部分作为法兰成形的预备结构。然后用终拉深模具将圆盘形坯料拉深成形，直至圆盘形坯料完全贴合终拉深模具的凹模工作部分，使圆盘形坯料成形为直法兰浅锥形件。最后在旋压机上剪切旋压直法兰浅锥形件的锥形侧壁部分，使侧壁变薄、高度增加得到所需的直法兰锥形件。
实施例1
本实施例的原材料为2A14圆板。加工过程如下：
1.采用电阻炉加热2A14圆板，加热温度至470℃，保温40min；
2.在加热均匀的2A14圆板坯料和预拉深模具工作部分喷涂环保型润滑剂，并在预拉深模具内拉深成如图1所示的大圆角圆盘形坯料，大圆角圆盘形坯料的内表面沿盘底的周向有半径为r1的过渡圆角，外表面沿盘底的周向有半径为r2的过渡圆角；
3.在预拉深模具上镦挤大圆角圆盘形坯料的侧壁，直至圆盘形坯料的外表面与底面的交角为90°，如图2所示；
4.将圆盘形坯料加热，保温30min后，用环保型润滑剂喷涂坯料和终拉深模具，在终拉深模具上将圆盘形坯料拉深成形，直至圆盘形坯料完全贴合终拉深模具的凹模工作部分，使圆盘形坯料形成为如图3所示的直法兰浅锥形件；
5.将拉深得到的直法兰浅锥形件固定在旋压机上的芯模上，利用旋轮，剪切旋压直法兰浅锥形件的锥形侧壁部分，底部和法兰部分不旋压，得到直法兰锥形件。
6.将直法兰锥形件固溶时效处理：固溶温度为498℃，保温80min后淬火，时效温度为155℃保温6h后空冷，得到所需的如图4所示的直法兰锥形件。
本实施例成形的直法兰锥形件与自由锻件相比，机械加工余量减少83％，材料利用率提高21.7％，有效降低生产成本，取得了较好的经济效益。
本发明不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种直法兰锥形件成形方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
a. 将加热后的圆板用预拉深模具成形为圆盘形坯料，圆盘形坯料的内表面沿盘底的周向有半径为r1的过渡圆角，外表面沿盘底的周向有半径为r2的过渡圆角； b. 在预拉深模具上镦挤圆盘形坯料的侧壁；
c. 用终拉深模具将圆盘形坯料拉深成形，直至圆盘形坯料完全贴合终拉深模具的凹模工作部分，使圆盘形坯料成形为直法兰浅锥形件；
d. 将终拉深得到的直法兰浅锥形件固定在旋压机上的芯模上，旋压直法兰浅锥形件的锥形侧壁部分，得到所需的直法兰锥形件；
其中，所述的步骤b中，镦挤圆盘形坯料的侧壁直至侧壁外表面与底面的交角为90°；步骤d中，采用剪切旋压方法，对直法兰浅锥形件的锥形侧壁进行旋压。
2.根据权利要求1所述的直法兰锥形件成形方法，其特征在于，所述步骤a中对圆板坯料和预拉深模具工作部分采用润滑剂润滑；所述步骤c中对圆盘形坯料和终拉深模具采用润滑剂润滑。
3.根据权利要求2所述的直法兰锥形件成形方法，其特征在于，所述的润滑剂为环保型润滑剂。
4.根据权利要求1所述的直法兰锥形件成形方法，其特征在于，所述的步骤c中，用终拉深模具将圆盘形坯料拉深成形之前，对圆盘形坯料进行二次加热。
5.根据权利要求1所述的直法兰锥形件成形方法，其特征在于，将步骤d中得到的直法兰锥形件固溶时效处理。
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