CN112058992B - 一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法 - Google Patents

一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112058992B
CN112058992B CN202010689923.8A CN202010689923A CN112058992B CN 112058992 B CN112058992 B CN 112058992B CN 202010689923 A CN202010689923 A CN 202010689923A CN 112058992 B CN112058992 B CN 112058992B
Authority
CN
China
Prior art keywords
spinning
aluminum alloy
blank
wall thickness
pass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010689923.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112058992A (zh
Inventor
李�浩
许强
侯漫路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Aerospace Xinguang Group Co Ltd
Original Assignee
Shenyang Aerospace Xinguang Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Aerospace Xinguang Group Co Ltd filed Critical Shenyang Aerospace Xinguang Group Co Ltd
Priority to CN202010689923.8A priority Critical patent/CN112058992B/zh
Publication of CN112058992A publication Critical patent/CN112058992A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112058992B publication Critical patent/CN112058992B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers
    • 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
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/10—Die sets; Pillar guides
    • 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
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • 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
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/18—Lubricating, e.g. lubricating tool and workpiece simultaneously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，零件为变壁厚铝合金板材，包括曲母线段和直线段，所述旋压成形方法包括如下步骤：步骤1、准备合适厚度的铝合金板材，根据工艺要求铣加工至设计要求的形状和尺寸，即旋压毛坯；步骤2、退火处理；步骤3、旋压加工，3.1确定旋压的道次数，完成旋压轨迹设计；3.2安装旋压毛坯；3.3以旋压轨迹为基础设计旋压程序，启动旋压程序开始旋压，直至完成该道次的旋压工步；3.4重复步骤3.3，经过多道次旋压后完成旋压成形过程；步骤4、对零件端面车削加工，得到具有变壁厚的铝合金半球形零件。本发明通过上述技术方案大幅降低了原材料投入、模具投入及维护保养等费用，缩短了加工周期，降低了生产成本。

Description

一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法
技术领域
本发明属于旋压成形技术领域，特别涉及一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法。
背景技术
曲母线形变壁厚铝合金半球零件是航空航天领域的一种典型零件，目前针对这类产品主要采用锻造和车削加工的方式进行生产。但当产品尺寸较大或产品性能要求较高时，锻造和车削加工则致使材料利用率低，性能无法保证，而且生产效率低。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，材料利用率高，经过旋压后的金属强度高，加工工序少，生产效率高，更易于产品质量的控制。
本发明采用的技术方案是：一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，零件为变壁厚铝合金板材，包括曲母线段和直线段，所述旋压成形方法包括如下步骤：
步骤1、待加工零件根据工艺要求铣加工至设计要求的形状和尺寸，即旋压毛坯，旋压毛坯为变壁厚毛坯，中心部位较薄，边缘部位较厚，中心部位与边缘部位通过圆弧圆滑过渡，壁厚按减薄率60％-70％确定；旋压毛坯直径按体积不变原则确定；
步骤2、退火处理；
步骤3、旋压加工；
步骤3.1、确定旋压的道次数，完成旋压轨迹设计，在旋压轨迹设计时，相邻道次间后一道次在起旋点位于前一道次的终旋点之前，在终旋道次前的旋压道次中采用普通旋压，旋压间隙大于旋压毛坯的厚度；在终旋道次时采用强力旋压，旋压间隙小于旋压毛坯的厚度，终旋道次时旋压间隙按照旋压毛坯的厚度、极限减薄率和零件最终厚度确定；
步骤3.2、安装旋压毛坯；
步骤3.3、以旋压轨迹为基础设计旋压程序，启动旋压程序开始旋压，直至完成首道次的旋压加工过程；
步骤3.4、重复步骤3.3，经过多道次旋压后完成旋压成形加工过程；
步骤4、对零件端面车削加工，得到具有变壁厚的铝合金半球形零件。
进一步优化，在如上所述的成形方法的步骤1中，旋压毛坯与旋压芯模相接触一面的中心部位为与旋压芯模球头部位相契合的圆弧状凹陷。
进一步优化，在如上所述的成形方法的步骤3.1中，根据旋压毛坯壁厚和极限减薄率，零件的最终厚度确定旋压道次数；并设置转速和进给速率。
进一步优化，在如上所述的成形方法的步骤3.4中，在旋压较薄部位的道次中，采用常温旋压，在旋压较厚部位的道次中，采用加热旋压。
进一步优化，在如上所述的成形方法的步骤3.4中，在加热旋压前，取下零件后在零件内型面中心涂抹耐高温润滑剂二硫化钼。
本发明的有益效果是：本发明提出的方法通过设计特殊尺寸和形状的旋压毛坯，结合普通旋压和强力旋压，并在旋压过程中辅以加热旋压，以及热处理和车削加工等步骤对旋压毛坯加工，整体成形出曲母线形变壁厚铝合金半球零件。
本发明成形产品互换性强，可用于多种类似结构的曲母线形变壁厚零件旋压成形，通过本工艺可使零件一体成形，综合性能良好，材料利用率高。
附图说明
图1为一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法工艺流程图；
图2为旋压毛坯结构示意图；
图3为旋压轨迹示意图；
图4为曲母线形变壁厚零件结构示意图。
附图标记：1-圆弧状凹陷2-零件
具体实施方式
下面将参考图1-图4并结合具体实施例来详细说明本发明。具体实施例通过解释本发明的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围的情况下，可在本发明中进行修改和变形。例如，描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变形。
具体实施例：加工如图4所示的曲母线形变壁厚铝合金半球零件2，其制造高度为314mm，大端外径为560mm，大端壁厚为12.5mm，设计材料为1050铝合金。加工工艺如图1所示，通过以下步骤实现：
1)准备合适厚度的铝合金板材，并根据工艺要求铣加工至设计要求的形状和尺寸的旋压毛坯。将旋压毛坯设计为如图2所示的结构，其中旋压毛坯直径660mm，较厚部分厚度25mm，较薄部分厚度10mm，其中旋压毛坯与旋压芯模相接触一面的中心部位为与旋压芯模球头部位相契合的圆弧状凹陷1，圆弧状凹陷1处厚度9mm。旋压毛坯经过旋压成形工艺后，其内表面与模具贴合，贴合后的尺寸满足最终产品的内型面尺寸要求，旋压毛坯的壁厚依据旋压减薄率和产品最终壁厚确定。根据1050铝合金的特点，减薄率设定为65％，并考虑到旋压后车削加工得余量，旋压毛坯形状如图2所示。
2)退火处理。
对旋压毛坯进行退火处理，以降低其强度，使之符合旋压加工要求。
3)旋压加工
如图3所示，根据旋压毛坯的初始尺寸及产品的最终尺寸，将整个旋压过程共分为14个道次进行，具体过程如下：安装旋压毛坯，以设计好的旋压轨迹为基础编制旋压程序，执行旋压程序，各道次的旋压工艺参数：主轴转速80r/min，进给速度40mm/min，旋轮圆角半径为R16。在旋压成形步骤中，所述旋压成形包括以下步骤：
3.1配制好二硫化钼润滑剂，均匀涂抹在旋压毛坯的外表面，旋压过程中连续对旋轮和零件2进行润滑，以保证零件2的表面质量；
3.2前13道次采用普通旋压，只改变零件2的形状，不改变零件2的厚度，第14道次为强力旋压，不但改变零件2的形状，也改变零件2的厚度。
3.3第7道次至第14道次采用加热旋压，其余道次为常温旋压。加热旋前时先对零件2较厚进行预热，预热时间为5min-10min，红外测温仪检测加热温度在350℃后开始旋压，旋压过程中应控制旋轮前端坯料温度在300℃；
3.4在第6道次旋压完成后卸下零件2，在芯模球头部位均匀涂抹二硫化钼润滑剂，涂抹完成后将零件2重新安装在旋压机上，继续执行旋压程序。
3.5在旋压过程中，相邻道次间后一道次在起旋点位于前一道次的终旋点之前。
4)车削加工。对经过多道次旋压后的零件2端面进行车削加工，以便于后续工序装夹时调整同轴度。
本发明公开了一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，成形后工件达到设计图纸尺寸要求。同时，该成形方法实用性强，采用该工艺方法和工装旋压过程稳定可靠，零件内表面质量好，无质量缺陷。该方法根据零件2结构特点，制定了强旋与普选结合的旋压方式，普选逐步降低工件直径，强旋保证零件内型面尺寸和零件2的厚度，同时由于零件2的大端厚度较高，因此旋压过程中辅以加热旋压以克服设备旋压能力不足带来的问题。本发明成形产品互换性强，可用于多种类似结构的曲母线形变壁厚零件旋压成形，通过本工艺可使零件一体成形，综合性能良好，材料利用率高。

Claims (5)

1.一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，所述零件为变壁厚铝合金板材，包括曲母线段和直线段，其特征在于，所述旋压成形方法包括如下步骤：
步骤1、待加工零件根据工艺要求铣加工至设计要求的形状和尺寸，即旋压毛坯，所述旋压毛坯为变壁厚毛坯，中心部位较薄，边缘部位较厚，中心部位与边缘部位通过圆弧圆滑过渡，壁厚按减薄率60％-70％确定，所述旋压毛坯直径按体积不变原则确定；
步骤2、退火处理；
步骤3、旋压加工；
步骤3.1、确定旋压的道次数，完成旋压轨迹设计，在旋压轨迹设计时，相邻道次间后一道次的起旋点位于前一道次的终旋点之前，在终旋道次之前的旋压道次中采用普通旋压，且旋压间隙大于旋压毛坯的厚度；在终旋道次时采用强力旋压，旋压间隙小于旋压毛坯的厚度，旋压间隙按照旋压毛坯的厚度、道次减薄率和零件最终厚度确定；
步骤3.2、安装旋压毛坯；
步骤3.3、以旋压轨迹为基础设计旋压程序，启动旋压程序开始旋压，直至完成首道次的旋压加工过程；
步骤3.4、重复步骤3.3，经过多道次旋压后完成旋压成形加工过程；
步骤4、对零件端面车削加工，得到具有变壁厚的铝合金半球形零件。
2.根据权利要求1所述一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，其特征在于：所述步骤1中，所述旋压毛坯与旋压芯模相接触一面的中心部位为与旋压芯模球头部位相契合的圆弧状凹陷。
3.根据权利要求1所述一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，其特征在于：所述步骤3.1中，根据旋压毛坯壁厚和极限减薄率，零件的最终厚度确定旋压道次数；并设置转速和进给速率。
4.根据权利要求1所述一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，其特征在于：所述步骤3.4中，在旋压较薄部位的道次中，采用常温旋压，在旋压较厚部位的道次中，采用加热旋压。
5.根据权利要求1所述一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，其特征在于：所述步骤3.4中，在加热旋压前，取下零件后在零件芯模球头部位涂抹耐高温润滑剂二硫化钼。
CN202010689923.8A 2020-07-17 2020-07-17 一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法 Active CN112058992B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010689923.8A CN112058992B (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010689923.8A CN112058992B (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112058992A CN112058992A (zh) 2020-12-11
CN112058992B true CN112058992B (zh) 2022-04-19

Family

ID=73656539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010689923.8A Active CN112058992B (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112058992B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112792196B (zh) * 2020-12-18 2023-03-17 西安航天发动机有限公司 一种用于液体火箭发动机的涡轮泵壳体成形方法
CN113145714B (zh) * 2021-03-30 2022-06-03 中南大学 一种铝合金曲母线构件超低温旋压成形方法及装置
CN113894198B (zh) * 2021-09-29 2023-09-26 中国航发动力股份有限公司 一种高温合金筒形零件多道次扩口旋压成型工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102989856A (zh) * 2012-12-03 2013-03-27 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 一种大型变壁厚纯钼坩埚的成型方法
CN104607519A (zh) * 2014-11-28 2015-05-13 航天材料及工艺研究所 铝合金贮箱半球壳体成形方法
CN107552629A (zh) * 2017-10-31 2018-01-09 四川达宇特种车辆制造厂 一种多段深圆筒深圆锥组合面壳体零件旋压成形方法
CN109482700A (zh) * 2018-11-19 2019-03-19 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种钛合金半球旋压成型方法及成型工装
CN109573367A (zh) * 2018-11-09 2019-04-05 湖北三江航天江北机械工程有限公司 金属隔膜贮箱及其金属隔膜的加工方法
RU2695100C1 (ru) * 2018-11-15 2019-07-19 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" Способ изготовления осесимметричных тонкостенных корпусов сосудов с переменной толщиной стенки

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102989856A (zh) * 2012-12-03 2013-03-27 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 一种大型变壁厚纯钼坩埚的成型方法
CN104607519A (zh) * 2014-11-28 2015-05-13 航天材料及工艺研究所 铝合金贮箱半球壳体成形方法
CN107552629A (zh) * 2017-10-31 2018-01-09 四川达宇特种车辆制造厂 一种多段深圆筒深圆锥组合面壳体零件旋压成形方法
CN109573367A (zh) * 2018-11-09 2019-04-05 湖北三江航天江北机械工程有限公司 金属隔膜贮箱及其金属隔膜的加工方法
RU2695100C1 (ru) * 2018-11-15 2019-07-19 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" Способ изготовления осесимметричных тонкостенных корпусов сосудов с переменной толщиной стенки
CN109482700A (zh) * 2018-11-19 2019-03-19 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种钛合金半球旋压成型方法及成型工装

Also Published As

Publication number Publication date
CN112058992A (zh) 2020-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112058992B (zh) 一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法
CN108580638B (zh) 一种大长径比薄壁铝合金异形构件旋压成形方法
CN109794539B (zh) 一种二次曲线头罩旋压成形方法
CN104889681B (zh) 一种高颈法兰的加工方法
CN108161347B (zh) 带环向内加强筋筒形件旋压成形方法
CN109351835B (zh) 带环向加强筋曲母线薄壁壳体的整体旋压成形方法
CN109500188B (zh) 一种钼坩埚双轮错距热态强力旋压成形装置与方法
CN107962098A (zh) 一种带内环向加强筋长筒体多道次旋压成形方法
CN104148428B (zh) 一种轴对称拉杆接头零件的冷挤压成形方法
CN104139280B (zh) 车轮轮毂的制造工艺
CN104551691B (zh) 一种铝合金车轮液态模锻及旋压加工系统
CN112916706B (zh) 一种薄壁复杂工件的普旋加工方法
CN209577833U (zh) 一种钼坩埚双轮错距热态强力旋压成形装置
CN108115364B (zh) 厚板双旋轮加热普旋成形方法
CN111496172B (zh) 薄壁金属圆盘的双辊摆辗成形方法
CN103071747A (zh) 一种扇形锻件及其精锻工艺
CN113894198B (zh) 一种高温合金筒形零件多道次扩口旋压成型工艺
CN109201830B (zh) 一种防止不带底筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法
CN113941678B (zh) 一种毂套温锻、冷挤压的锻造工艺及其模具
CN113369362B (zh) 一种航天用套罩成形方法
CN112974698B (zh) 航空发动机用轴颈模锻方法
CN109794538A (zh) 一种带内外环加强筋的筒体内旋压成形方法
CN109794534B (zh) 一种带内环加强筋筒体的多道次旋压成形方法
CN202639181U (zh) 一种冷锻模具
CN114769405B (zh) 带球形封头变截面圆筒工件的整体旋压加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant