CN112605184A - 一种航天用锥框成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种航天用锥框成形方法：A、将型材在钳口上装夹好，先沿截面法向施加一个预拉力，保压3～5秒，开始弯曲；B、在拉弯装置泄压后将预弯后的型材取出，装框绑扎牢固，将框体浸入499℃的硝盐槽液面150mm以下保温20分钟后转移至10～30℃冷水槽中冷却至冷透；C、将淬火后的型材在拉弯装置上装夹好，沿零件截面法向开始施加拉力，拉弯至型材完全贴模再补拉校正；D、拉弯装置泄压后将二次拉弯后的型材取出，去除多余的部分，使用修正装置进行修正。本发明可将锥框淬火后成形时间降低到30分钟内，且保证修正后锥框具有良好的精度尺寸和表面质量。

Description

一种航天用锥框成形方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种航天用锥框成形方法，特别涉及一种17度锥框拉弯成形方法。
背景技术
在航天装备领域，17度锥框是装备仪器仓的重要组成部分。17度锥框的特点是材料截面厚薄差异大(最厚处达10mm，最薄处为1.5mm)、截面角度大、弯曲半径小。因此在零件成形时容易出现受力不均而导致的零件回弹量大、型材扭曲变形、截面角度超差等问题。
目前国内针对型材框的成形方式主要采用拉弯成形，如：中国专利CN104475510A公开的一种Y型截面型材二次拉弯成形方法及拉弯模具、CN104416334A公开的双开敞式中空型材框拉弯成形方法，上述两篇专利均采用的是淬火后二次拉弯后再手工校形使零件成形的技术方案。然而，由于锥框最厚处达10mm、弯曲半径只有1085mm的零件，即使采用淬火后二次拉弯，拉弯后的手工修正变形也十分困难，通常需3人进行操作，单根框修正需2小时，劳动强度大，且成本较高。另外，此类零件在淬火后随着加工时间增长硬度越来越高，加工会变得更加困难，一般要求在1.5小时内需要完成二次拉弯和校正的工序。如何解决锥框成形时手工修正费时费力、精度差、产品合格率低的问题，成为本领域亟待解决的技术难题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明公开了一种航天用锥框成形方法，可将锥框淬火后成形时间降低到30分钟内，且保证修正后锥框具有良好的精度尺寸和表面质量。
本发明提供了一种航天用锥框成形方法，包括以下步骤：
A、一次拉弯：将型材在钳口上装夹好，先沿截面法向施加一个预拉力，保压3～5秒，开始弯曲；
B、在拉弯装置泄压后将预弯后的型材取出，装框绑扎牢固，将框体浸入499℃的硝盐槽液面150mm以下保温20分钟后转移至10～30℃冷水槽中冷却至冷透；
C、将淬火后的型材在拉弯装置上装夹好，沿零件截面法向开始施加拉力，拉弯至型材完全贴模再补拉校正；
D、拉弯装置泄压后将二次拉弯后的型材取出，去除多余的部分，使用修正装置进行修正。
所述修正装置包括凹模体、凹模垫板、侧板、凸模体和凸模垫板，所述凹模体和侧板固定连接并固定于凹模垫板上，所述侧板设于凹模体较低的一侧，凹模体上方设有凸模体，凸模体与凸模垫板固定连接。
作为优选，所述步骤D中，将修正装置与压力机紧固连接，压力机上行使修正装置的凹模体与凸模体分离，将拉弯后的型材回弹、翘曲变形较大部分按型面放入凹模中心处，然后压力机下行至保压状态。
进一步优选，所述步骤D中，每次修正前，使用标准样板比对型材，寻找其回弹、变形较大的部位。
进一步优选，所述步骤D中，每次修正后，型材再次与样板进行比对，如果间隙较大可将该部位再次放到修正装置上进行修正。
所述拉弯装置包括拉弯机、钳口和锥框模具。
本发明公开的一种航天用锥框成形方法，实现17度锥框的简单、方便、快速的成形；保证加工零件在满足精度要求的同时具有良好的表面质量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
图1为17度锥框示意图；
图2为17度锥框截面示意图；
图3为拉弯模具结构示意图；
图4为拉弯模具截面示意图；
图5为二次拉弯前装夹示意图；
图6为修正装置结构示意图；
图7为回弹修正示意图。
1是拉弯模具，2是17度锥框，4是凸模垫板，5是凸模体，6是凹模体，7是螺钉，8是凹模垫板，9是标准零件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
一种17度锥框拉弯成形方法主要包括如下步骤：
1、成形准备
1.1将锥框模具(图2)及钳口在拉弯机上安装好；
1.2领取17度锥框型材原材料。
2、一次拉弯
2.1将型材表面使用汽油进行清洗；
2.2在模具型面及型材接触面涂润滑脂；
2.3将型材在钳口上装夹好，先沿截面法向施加一个预拉力，保压3～5秒，开始弯曲；
2.4在拉弯装置泄压后将预弯后的零件取出。
3、热处理
3.1将零件表面清洗干净并使用干净抹布擦干；
3.2将零件做好标记后装框绑扎牢固；
3.3将框体浸入499℃的硝盐槽液面150mm以下保温20分钟后转移至10～30℃冷水槽中冷却至冷透。
4、二次拉弯
4.1在模具型面及型材接触面涂润滑脂；
4.2将淬火后的零件装夹好(图3)，沿零件截面法向开始施加拉力，拉弯至型材完全贴模再补拉校正；
4.3将拉弯装置泄压后将二次拉弯后的零件取出；
4.4将零件清洗干净后使用锯床切割掉两端多余端头及热处理取样部位。
5、修正
5.1将修正装置(图4)放在100T压力机上并与压力机连接紧固；
5.2使用标准样板比对零件，寻找其回弹、变形较大的部位；
5.3将压力机上行使凹模体与凸模体分离，将拉弯后的锥框回弹、翘曲变形较大部分按型面放入凹模中心处，然后压力机下行至保压状态；
5.4将其余有翘曲、回弹的部位依次重复上步骤在装置上进行修正；
5.5将修正后的零件再次与样板进行比对，如果间隙较大可将该部位再次放到装置上进行修正，如果间隙较小或装置已无法进一步修正则可以由人工最后比对样板对其进行略微的修整使其尺寸满足产品的所有要求。
实施例2：
一种17度锥框拉弯成形方法主要包括如下步骤：
1、成形准备
1.1将锥框专用模具及钳口在拉弯机上安装好，且使两端钳口工作面水平位置与模具对应位置保持在同一水平高度；
1.2领取17度锥框型材原材料(2A12 M)。
2、一次拉弯
2.1将型材表面使用汽油进行清洗；
2.2在模具型面及型材接触面涂润滑脂；
2.3将型材在钳口上装夹好，两端钳口需各夹持100mm，先沿截面法向给一个40bar的预拉力，保压3～5秒，再开始拉弯(拉力不变)，拉弯成90°～100°；
2.4将拉弯装置泄压后将预弯后的零件取出。
3、热处理
3.1将零件表面清洗干净并使用干净抹布擦干；
3.2将零件做好标记后装框使用铝丝绑扎牢固，且保证每件零件间隔不小于20mm；
3.3将框体浸入499℃的硝盐槽液面150mm以下保温20分钟后转移至10～30℃冷水槽中冷却至冷透。
4、二次拉弯
4.1在模具型面及型材接触面涂润滑脂
4.2将淬火后的零件装夹好，沿零件截面法向开始施加47bar的拉力，拉弯至型材完全贴模再加力到72bar补拉校正，两端包角约5°；
4.3将拉弯装置泄压后将二次拉弯后的零件取出；
4.4将零件清洗干净后使用锯床切割掉两端多余端头及热处理取样部位。
5、修正
5.1将修正装置的凸模体、凹模体均使用螺钉与上下垫板连接后放在100T压力机上并用螺栓与压力机连接紧固；
5.2使用标准样板比对零件，寻找其回弹、变形较大的部位；
5.3将压力机上行使凹模体与凸模体分离，将拉弯后的锥框回弹、翘曲变形较大部分按型面放入凹模中心处，然后压力机下行至保压状态；
5.4将其余有翘曲、回弹的部位依次重复上步骤在装置上进行修正；
5.5将修正后的零件再次与样板进行比对，如果间隙较大可将该部位再次放到装置上进行修正，如果间隙较小或装置已无法进一步修正则可以由人工最后比对样板对其进行略微的修整使其尺寸满足产品的所有要求。
实施例3：本发明:通过试验验证了其校正的效果，每组参数均试验3次，试验参数取其平均值，如表1所示。
表1：装置修正试验数据
Figure BDA0002803324060000051
由表1可知，随着装置下陷量的增加，锥框经装置在压力机上修正后与样板的间隙越小，后续需要手工修正的量越小，所需的劳动强度及成本就越少。并且可以看出这种航天用锥框校形在凹模体下陷取到8mm时修正效果最好，一个零件手工修正时间已经能够降到5分钟左右。相比不用装置需要3人手工修正2小时已经极大程度上减小了工作量。且凹模型面角度取106.5°时成形零件截面角度均在公差范围内，此时表面质量也都符合要求，经打磨后无明显榔头印。

Claims (6)

1.一种航天用锥框成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将型材在钳口上装夹好，先沿截面法向施加一个预拉力，保压3～5秒，开始弯曲；
B、在拉弯装置泄压后将预弯后的型材取出，装框绑扎牢固，将框体浸入496℃-502℃的硝盐槽液面150mm-2000mm保温20分钟后转移至10～30℃冷水槽中冷却至冷透；
C、将淬火后的型材在拉弯装置上装夹好，沿零件截面法向开始施加拉力，拉弯至型材完全贴模再补拉校正；
D、拉弯装置泄压后将二次拉弯后的型材取出，去除多余的部分，使用修正装置进行修正。
2.如权利要求1所述的一种航天用锥框成形方法，其特征在于：所述修正装置包括凹模体、凹模垫板、侧板、凸模体和凸模垫板，所述凹模体和侧板固定连接并固定于凹模垫板上，所述侧板设于凹模体较低的一侧，凹模体上方设有凸模体，凸模体与凸模垫板固定连接。
3.如权利要求1或2所述的一种航天用锥框成形方法，其特征在于：所述步骤D中，将修正装置与压力机紧固连接，压力机上行使修正装置的凹模体与凸模体分离，将拉弯后的型材回弹、翘曲变形较大部分按型面放入凹模中心处，然后压力机下行至保压状态。
4.如权利要求3所述的一种航天用锥框成形方法，其特征在于：所述步骤D中，每次修正前，使用标准样板比对型材，寻找其回弹、变形较大的部位。
5.如权利要求3所述的一种航天用锥框成形方法，其特征在于：所述步骤D中，每次修正后，型材再次与样板进行比对，如果间隙较大可将该部位再次放到修正装置上进行修正。
6.如权利要求1所述的一种航天用锥框成形方法，其特征在于：所述拉弯装置包括拉弯机、钳口和锥框模具。
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