CN112872187B - 一种薄壁异形件的复合成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁异形件的复合成型方法，该方法包括：一、根据目的产物薄壁异形件选择板料并经切割得到圆形板坯；二、圆形板坯经第一次热冲压得到第一冲压件；三、第一冲压件经第二次热冲压得到第二冲压件；四、第二冲压件经数控加工切边得到半成品；五、半成品经第一次滚压翻边得到第一滚压件；六、第一滚压件经第二次滚压翻边得到第二滚压件；七、第二滚压件经第三次滚压翻边得到薄壁异形件。本发明将冲压和滚压相结合，通过多模多次热冲压和多模多次滚压翻边，减少或消除了加工硬化及应力集中，保证了热冲压和滚压成型过程的完成，同时减少或消除鼓包、褶皱或拉断等缺陷，提高了成型精度，改善了薄壁异形件的产品质量，缩短了成型周期。

Description

一种薄壁异形件的复合成型方法

技术领域

本发明属于成型技术领域，具体涉及一种薄壁异形件的复合成型方法。

背景技术

采用传统成型方法制备薄壁异形件不但很难保证产品的质量，而且成本较高，不利于批量生产。利用冲压工艺可以制造出质量优良的薄壁异形件，相比烧结以及机械加工工艺来说省时又省力。

冲压工艺的对象是金属，该工艺本质上是利用了金属的塑性形变，也会利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料被分离出规定的形状或产生塑性变形，得到符合形状或尺寸要求的零件，这种工艺之制备的零件被称作冲压件。初冲压料的表面质量好、摩擦力小，便于之后工序进行；可以利用模具低成本的制造出形状复杂的工件，且冲压件的刚度和强度都很大；同时，生产批量越大，数量越多成本被均摊，就会变得越低。

薄壁异形件在工业生产中经常用及，薄壁异形件在制造过程中，由于壁厚太薄，圆周上的筒体通常需要进行向内或向外滚压成型，达到使用过程中的特殊要求，实现零件边缘部分的强化，改善零件外观，增强刚性，以及在零件上制成与其它零件装配、连接的部位。然而，滚压成型技术具有一定的局限性，对于一般的厚金属板件容易实现，但对于薄壁异形件而言，滚压成型工艺比较复杂，不易实现。因此，现如今缺少一种高效稳定的实现薄壁异形件成型方法。

因此，亟需一项低成本、高质量的薄壁异形件成型技术，为相关的薄壁异形件制造提供产品，促进航空航天、汽车等行业的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种薄壁异形件的复合成型方法。该方法采用冲压和滚压相结合，通过多模多次热冲压和多模多次滚压翻边，显著地减少或消除了加工硬化及应力集中，保证了热冲压和滚压成型过程的安全高质量完成，同时减少或消除鼓包、褶皱或拉断等缺陷，从而提高了成型精度，改善了薄壁异形件的产品质量，缩短了成型周期。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、根据目的产物薄壁异形件的材质和尺寸选择板料并进行切割，得到圆形板坯；

步骤二、将步骤一中得到的圆形板坯放置于冲压模具的第一下模上并装配第一压板，采用第一锁紧件将第一压板、圆形板坯和第一下模锁紧，然后将第一上模放入第一压板中的圆形板坯处，开启冲压机带动第一上模对圆形板坯进行第一次热冲压，在圆形板坯上形成第一凹台，得到第一冲压件；

步骤三、将步骤二中得到的第一冲压件放置于冲压模具的第二下模上并装配第二压板，采用第二锁紧件将第二压板、第一冲压件和第二下模锁紧，然后将第二上模放入第二压板中的第一冲压件处，开启冲压机带动第二上模对第一冲压件进行第二次热冲压，在第一凹台上形成第二凹台，得到第二冲压件；

步骤四、将步骤三中得到的第二冲压件进行数控加工切边，得到半成品；

步骤五、将步骤四中得到的半成品放置于滚压模具的第一内撑工装和外筒工装之间，然后采用第一滚轮工装对半成品进行第一次滚压翻边，得到第一滚压件；

步骤六、将步骤五中得到的第一滚压件放置于滚压模具的第一内撑工装、第二内撑工装和外筒工装之间，然后采用第三内撑工装对第一滚压件进行第二次滚压翻边，得到第二滚压件；所述第二内撑工装的内端部设置有梯形凹台，所述第三内撑工装的外端部设置有与梯形凹台配合的梯形凸台；

步骤七、将步骤六中得到的第二滚压件放置于滚压模具的第一内撑工装和外筒工装之间，后采用第二滚轮工装对第二滚压件进行第三次滚压翻边，得到薄壁异形件。

本发明采用冲压和滚压相结合的成型方法，通过多模多次热冲压和多模多次滚压翻边，显著地减少或消除了加工硬化及应力集中，保证了热冲压和滚压成型过程的安全高质量完成，同时减少或消除鼓包、褶皱或拉断等缺陷，从而提高了成型精度，改善了薄壁异形件的产品质量，缩短了成型周期。

上述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤二中所述第一下模的直径大于圆形板坯的直径，所述第一下模的模腔高度大于圆形板坯的厚度。通过该限定保证了冲压模具的第一下模与第一上模配合后对圆形板坯的作用，从而保证了第一次热冲压过程的顺利进行。

上述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤二中所述第一次热冲压的装配之前先将圆形板坯放置于加热炉中进行热处理，所述热处理的温度为200℃～600℃，时间为0.5h～1h，且圆形板坯热处理后进行快速吊运和找正。通过控制圆形板坯热处理的温度和时间并在热处理后进行快速吊运和找正，使得热冲压过程中圆形板坯具有良好的塑性变形能力，降低了冲压压力。

上述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，所述热处理之前在圆形板坯的表面涂覆耐高温防氧化涂料。

上述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤二中所述第一次热冲压的装配之前在第一下模和第一上模的表面涂覆耐高温防氧化涂料，步骤三中所述第二次热冲压的装配之前在第二下模和第二上模的表面涂覆耐高温防氧化涂料。

通过上述涂覆耐高温防氧化涂料的工艺避免了圆形板坯、第一下模和第一上模、第二下模和第二上模在热冲压过程中的氧化甚至粘连，解决了热冲压过程中冲压件直线部分与过渡部分的外表面被划伤或撕裂的问题，保证了两次热冲压过程的顺利进行，从而避免了薄壁异形件过渡段包括第一凹台和第二凹台处的过分减薄，保证了薄壁异形件的成型质量。

上述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤二中所述第一次热冲压和步骤三中所述第二次热冲压采用的温度均为200℃～600℃，压力为200吨～1000吨。通过控制两次热冲压的温度保证塑性变形的顺利进行；通过控制两次热冲压的压力并优选控制冲压速度，提高变形均匀程度，避免局部过分减薄，同时有效降低了整体壁厚平均减薄量。

上述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤五中所述第一内撑工装的外径与半成品中第一凹台的内径相等，所述外筒工装的内径与半成品中第一凹台的外径相等。

上述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤六中所述第二内撑工装的外径与第一滚压件中第二凸台的内径相等，所述第二内撑工装的梯形凹台的底径与第三内撑工装梯形凸台的顶径相等。

上述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤五所述第一次滚压翻边过程中的第一滚轮工装和步骤七中第三次滚压翻边过程中的第二滚轮工装均通过轴承安装在滚轮安装架上。

上述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤七中所述第三次滚压翻边后经表面处理工艺得到薄壁异形件。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用冲压和滚压相结合的成型方法，通过多模多次热冲压和多模多次滚压翻边，显著地减少或消除了加工硬化及应力集中，保证了热冲压和滚压成型过程的安全高质量完成，同时减少或消除鼓包、褶皱或拉断等缺陷，从而提高了成型精度，改善了薄壁异形件的产品质量，缩短了成型周期。

2、本发明只需采用普通的复合模具，进行冲压和滚压相结合的成型方法即可得到壁厚为0.5mm～3mm的薄壁异形件，且薄壁异形件，力学性能和化学成分均能满足相关标准要求，有效解决了航空航天、汽车等行业重量要求高、壁厚薄、成型难度大、尤其是壁厚为0.5mm～3mm的薄壁异形件成型难度大的问题。

3、本发明通过在冲压模具和圆形板坯上涂抹耐高温防氧化涂料，有效防止了热冲压过程中的氧化，解决了冲压件外表面被划伤或撕裂的问题，提高了薄壁异形件的质量。

4、本发明通过控制热冲压温度及压力并结合涂抹耐高温防氧化涂料，有效降低了压力，避免了薄壁异形件过渡段的过分减薄，提高了变形均匀程度，从何有利于薄壁异形件的顺利成型。

5、本发明采用冲压和滚压相结合的成型方法，有效提高了薄壁异形件的质量和成品率，并且在整机产品制造过程中大大降低整台设备的生产成本，显著提高了经济效益。

6、本发明的工艺简单、操作方便，投入成本较低，适用范围广，特别适用于制作各种规格中小批量的薄壁异形件，具有广阔的推广应用前景。

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明第一次热冲压的工艺成型图。

图2为本发明第二次热冲压的工艺成型图。

图3为本发明第一次滚压翻边的装配图。

图4为本发明第二次滚压翻边的装配图。

图5为本发明第三次滚压翻边的装配图。

图6为本发明制备的薄壁异形件的主视图。

图7为本发明制备的薄壁异形件的右视图。

附图标记说明:

1—第一上模； 2—第一锁紧件； 3—第一压板；

4-1—第一冲压件； 4-2—第二冲压件； 4-3—半成品；

4-4—第一滚压件； 4-5—第二滚压件； 5—第一下模；

6—第二上模； 7—第二锁紧件； 8—第二压板；

9—第二下模； 10—第一内撑工装； 11—外筒工装；

12—第一滚轮工装； 13—第二内撑工装； 14—第三内撑工装；

15—第二滚轮工装； 16—轴承； 17—滚轮安装架。

具体实施方式

实施例1

本实施例包括以下步骤：

步骤一、根据目的产物即公称直径DN为200mm、壁厚为0.5mm的钛薄壁异形件选择TA2整板并进行水切割，得到圆形板坯；

步骤二、将步骤一中得到的圆形板坯清理表面的油污和杂物并涂覆厚度0.2mm～1.0mm的耐高温防氧化涂料，置于加热炉中在温度为200℃的条件下加热0.5h，然后快速吊运和找正，放置于冲压模具的第一下模5上并装配第一压板3，采用第一锁紧件2将第一压板3、圆形板坯和第一下模5锁紧，然后将第一上模1放入第一压板3中的圆形板坯处，开启冲压机带动第一上模1对圆形板坯进行第一次热冲压，在圆形板坯上形成第一凹台，得到第一冲压件4-1，如图1所示；

所述第一下模5的直径大于圆形板坯的直径，所述第一下模5的模腔高度大于圆形板坯的厚度，所述第一次热冲压的装配之前在第一下模5和第一上模1的表面涂覆厚度0.2mm～1.0mm的耐高温防氧化涂料；

所述第一次热冲压采用的温度均为200℃，压力为200吨；

步骤三、将步骤二中得到的第一冲压件4-1放置于冲压模具的第二下模9上并装配第二压板8，采用第二锁紧件7将第二压板8、第一冲压件4-1和第二下模9锁紧，然后将第二上模6放入第二压板8中的第一冲压件4-1处，开启冲压机带动第二上模6对第一冲压件4-1进行第二次热冲压，在第一凹台上形成第二凹台，得到第二冲压件4-2，如图2所示；所述第二次热冲压的装配之前在第二下模9和第二上模6的表面涂覆厚度0.2mm～1.0mm的耐高温防氧化涂料；第二次热冲压采用的温度均为200℃，压力为200吨，第二次热冲压的壁厚减薄量为0.05mm；

步骤四、将步骤三中得到的第二冲压件4-2进行数控加工切边，得到半成品4-3；

步骤五、将步骤四中得到的半成品4-3放置于滚压模具的第一内撑工装10和外筒工装11之间，然后采用第一滚轮工装12对半成品4-3进行第一次滚压翻边，得到第一滚压件4-4，如图3所示；所述第一内撑工装10的外径与半成品4-3中第一凹台的内径相等，所述外筒工装11的内径与半成品4-3中第一凹台的外径相等；

步骤六、将步骤五中得到的第一滚压件4-4放置于滚压模具的第一内撑工装10、第二内撑工装13和外筒工装11之间，然后采用第三内撑工装14对第一滚压件4-4进行第二次滚压翻边，得到第二滚压件4-5，如图4所示；所述第二内撑工装13的内端部设置有梯形凹台，所述第三内撑工装14的外端部设置有与梯形凹台配合的梯形凸台；所述第二内撑工装13的外径与第一滚压件4-4中第二凸台的内径相等，所述第二内撑工装13的梯形凹台的底径与第三内撑工装14梯形凸台的顶径相等；

步骤七、将步骤六中得到的第二滚压件4-5放置于滚压模具的第一内撑工装10和外筒工装11之间，后采用第二滚轮工装15对第二滚压件4-5进行第三次滚压翻边，如图5所示，经口部垂直向上校型处理后得到公称直径DN为200mm、壁厚为0.5mm的TA2钛薄壁异形件，如图6和图7所示。

经检测，本实施例制备的TA2钛薄壁异形件内外表面光亮，无氧化，外型美观，且TA2钛薄壁异形件的切边取样、力学性能分析以及化学成分分析结果，满足特种行业中耐腐蚀性能较高的工况，大幅度提高了TA2钛薄壁异形件使用的安全可靠性。

本实施例步骤五所述第一次滚压翻边过程中的第一滚轮工装12和步骤七中第三次滚压翻边过程中的第二滚轮工装15均通过轴承16安装在滚轮安装架17上。

实施例2

本实施例包括以下步骤：

步骤一、根据目的产物即公称直径DN为300mm、壁厚为3mm的钛薄壁异形件选择钛整板并进行水切割，得到圆形板坯；

步骤二、将步骤一中得到的圆形板坯清理表面的油污和杂物并涂覆厚度0.2mm～1.0mm的耐高温防氧化涂料，置于加热炉中在温度为600℃的条件下加热1h，然后快速吊运和找正，放置于冲压模具的第一下模5上并装配第一压板3，采用第一锁紧件2将第一压板3、圆形板坯和第一下模5锁紧，然后将第一上模1放入第一压板3中的圆形板坯处，开启冲压机带动第一上模1对圆形板坯进行第一次热冲压，在圆形板坯上形成第一凹台，得到第一冲压件4-1，如图1所示；

所述第一下模5的直径大于圆形板坯的直径，所述第一下模5的模腔高度大于圆形板坯的厚度，所述第一次热冲压的装配之前在第一下模5和第一上模1的表面涂覆厚度0.2mm～1.0mm的耐高温防氧化涂料；

所述第一次热冲压采用的温度均为600℃，压力为1000吨；

步骤三、将步骤二中得到的第一冲压件4-1放置于冲压模具的第二下模9上并装配第二压板8，采用第二锁紧件7将第二压板8、第一冲压件4-1和第二下模9锁紧，然后将第二上模6放入第二压板8中的第一冲压件4-1处，开启冲压机带动第二上模6对第一冲压件4-1进行第二次热冲压，在第一凹台上形成第二凹台，得到第二冲压件4-2，如图2所示；所述第二次热冲压的装配之前在第二下模9和第二上模6的表面涂覆厚度0.2mm～1.0mm的耐高温防氧化涂料；第二次热冲压采用的温度均为600℃，压力为1000吨，第二次热冲压的壁厚减薄量为0.05mm；

步骤四、将步骤三中得到的第二冲压件4-2进行数控加工切边，得到半成品4-3；

步骤五、将步骤四中得到的半成品4-3放置于滚压模具的第一内撑工装10和外筒工装11之间，然后采用第一滚轮工装12对半成品4-3进行第一次滚压翻边，得到第一滚压件4-4，如图3所示；所述第一内撑工装10的外径与半成品4-3中第一凹台的内径相等，所述外筒工装11的内径与半成品4-3中第一凹台的外径相等；

步骤六、将步骤五中得到的第一滚压件4-4放置于滚压模具的第一内撑工装10、第二内撑工装13和外筒工装11之间，然后采用第三内撑工装14对第一滚压件4-4进行第二次滚压翻边，得到第二滚压件4-5，如图4所示；所述第二内撑工装13的内端部设置有梯形凹台，所述第三内撑工装14的外端部设置有与梯形凹台配合的梯形凸台；所述第二内撑工装13的外径与第一滚压件4-4中第二凸台的内径相等，所述第二内撑工装13的梯形凹台的底径与第三内撑工装14梯形凸台的顶径相等；

步骤七、将步骤六中得到的第二滚压件4-5放置于滚压模具的第一内撑工装10和外筒工装11之间，后采用第二滚轮工装15对第二滚压件4-5进行第三次滚压翻边，如图5所示，经口部垂直向上校型处理后得到公称直径DN为300mm、壁厚为3mm的钛薄壁异形件，如图6和图7所示。

经检测，本实施例制备的钛薄壁异形件内外表面光亮，无氧化，外型美观，且钛薄壁异形件的切边取样、力学性能分析以及化学成分分析结果，满足特种行业中耐腐蚀性能较高的工况，大幅度提高了TA2钛薄壁异形件使用的安全可靠性。

本实施例步骤五所述第一次滚压翻边过程中的第一滚轮工装12和步骤七中第三次滚压翻边过程中的第二滚轮工装15均通过轴承16安装在滚轮安装架17上。

实施例3

本实施例包括以下步骤：

步骤一、根据目的产物即公称直径DN为100mm、壁厚为0.5mm的不锈钢薄壁异形件选择不锈钢整板并进行切割，得到圆形板坯；

步骤二、将步骤一中得到的圆形板坯清理表面的油污和杂物，置于加热炉中在温度为200℃的条件下加热1h，然后快速吊运和找正，放置于冲压模具的第一下模5上并装配第一压板3，采用第一锁紧件2将第一压板3、圆形板坯和第一下模5锁紧，然后将第一上模1放入第一压板3中的圆形板坯处，开启冲压机带动第一上模1对圆形板坯进行第一次热冲压，在圆形板坯上形成第一凹台，得到第一冲压件4-1，如图1所示；

所述第一下模5的直径大于圆形板坯的直径，所述第一下模5的模腔高度大于圆形板坯的厚度，所述第一次热冲压的装配之前在第一下模5和第一上模1的表面涂覆厚度0.2mm～1.0mm的耐高温防氧化涂料；

所述第一次热冲压采用的温度均为200℃，压力为200吨；

步骤三、将步骤二中得到的第一冲压件4-1放置于冲压模具的第二下模9上并装配第二压板8，采用第二锁紧件7将第二压板8、第一冲压件4-1和第二下模9锁紧，然后将第二上模6放入第二压板8中的第一冲压件4-1处，开启冲压机带动第二上模6对第一冲压件4-1进行第二次热冲压，在第一凹台上形成第二凹台，得到第二冲压件4-2，如图2所示；第二次热冲压采用的温度均为200℃，压力为200吨，第二次热冲压的壁厚减薄量为0.03mm；

步骤四、将步骤三中得到的第二冲压件4-2进行数控加工切边，得到半成品4-3；

步骤五、将步骤四中得到的半成品4-3放置于滚压模具的第一内撑工装10和外筒工装11之间，然后采用第一滚轮工装12对半成品4-3进行第一次滚压翻边，得到第一滚压件4-4，如图3所示；所述第一内撑工装10的外径与半成品4-3中第一凹台的内径相等，所述外筒工装11的内径与半成品4-3中第一凹台的外径相等；

步骤六、将步骤五中得到的第一滚压件4-4放置于滚压模具的第一内撑工装10、第二内撑工装13和外筒工装11之间，然后采用第三内撑工装14对第一滚压件4-4进行第二次滚压翻边，得到第二滚压件4-5，如图4所示；所述第二内撑工装13的内端部设置有梯形凹台，所述第三内撑工装14的外端部设置有与梯形凹台配合的梯形凸台；所述第二内撑工装13的外径与第一滚压件4-4中第二凸台的内径相等，所述第二内撑工装13的梯形凹台的底径与第三内撑工装14梯形凸台的顶径相等；

步骤七、将步骤六中得到的第二滚压件4-5放置于滚压模具的第一内撑工装10和外筒工装11之间，后采用第二滚轮工装15对第二滚压件4-5进行第三次滚压翻边，如图5所示，经口部垂直向上校型处理后得到公称直径DN为200mm、壁厚为0.5mm的不锈钢薄壁异形件，如图6和图7所示。

经检测，本实施例制备的不锈钢薄壁异形件内外表面光亮，无氧化，外型美观，且不锈钢薄壁异形件的切边取样、力学性能分析以及化学成分分析结果，满足特种行业中耐腐蚀性能较高的工况，大幅度提高了不锈钢钛薄壁异形件使用的安全可靠性。

本实施例步骤五所述第一次滚压翻边过程中的第一滚轮工装12和步骤七中第三次滚压翻边过程中的第二滚轮工装15均通过轴承16安装在滚轮安装架17上。

实施例4

本实施例包括以下步骤：

步骤一、根据目的产物即公称直径DN为400mm、壁厚为1.5mm的铝合金薄壁异形件选择铝合金整板并进行切割，得到圆形板坯；

步骤二、将步骤一中得到的圆形板坯清理表面的油污和杂物，置于加热炉中在温度为300℃的条件下加热0.5h，然后快速吊运和找正，放置于冲压模具的第一下模5上并装配第一压板3，采用第一锁紧件2将第一压板3、圆形板坯和第一下模5锁紧，然后将第一上模1放入第一压板3中的圆形板坯处，开启冲压机带动第一上模1对圆形板坯进行第一次热冲压，在圆形板坯上形成第一凹台，得到第一冲压件4-1，如图1所示；

所述第一下模5的直径大于圆形板坯的直径，所述第一下模5的模腔高度大于圆形板坯的厚度；

所述第一次热冲压采用的温度均为300℃，压力为1000吨；

步骤三、将步骤二中得到的第一冲压件4-1放置于冲压模具的第二下模9上并装配第二压板8，采用第二锁紧件7将第二压板8、第一冲压件4-1和第二下模9锁紧，然后将第二上模6放入第二压板8中的第一冲压件4-1处，开启冲压机带动第二上模6对第一冲压件4-1进行第二次热冲压，在第一凹台上形成第二凹台，得到第二冲压件4-2，如图2所示；第二次热冲压采用的温度均为300℃，压力为1000吨，第二次热冲压的壁厚减薄量为0.05mm；

步骤四、将步骤三中得到的第二冲压件4-2进行数控加工切边，得到半成品4-3；

步骤五、将步骤四中得到的半成品4-3放置于滚压模具的第一内撑工装10和外筒工装11之间，然后采用第一滚轮工装12对半成品4-3进行第一次滚压翻边，得到第一滚压件4-4，如图3所示；所述第一内撑工装10的外径与半成品4-3中第一凹台的内径相等，所述外筒工装11的内径与半成品4-3中第一凹台的外径相等；

步骤六、将步骤五中得到的第一滚压件4-4放置于滚压模具的第一内撑工装10、第二内撑工装13和外筒工装11之间，然后采用第三内撑工装14对第一滚压件4-4进行第二次滚压翻边，得到第二滚压件4-5，如图4所示；所述第二内撑工装13的内端部设置有梯形凹台，所述第三内撑工装14的外端部设置有与梯形凹台配合的梯形凸台；所述第二内撑工装13的外径与第一滚压件4-4中第二凸台的内径相等，所述第二内撑工装13的梯形凹台的底径与第三内撑工装14梯形凸台的顶径相等；

步骤七、将步骤六中得到的第二滚压件4-5放置于滚压模具的第一内撑工装10和外筒工装11之间，后采用第二滚轮工装15对第二滚压件4-5进行第三次滚压翻边，如图5所示，经口部垂直向上校型处理后得到公称直径DN为400mm、壁厚为1.5mm的铝合金薄壁异形件，如图6和图7所示。

经检测，本实施例制备的铝合金薄壁异形件内外表面光亮，无氧化，外型美观，且铝合金薄壁异形件的切边取样、力学性能分析以及化学成分分析结果，满足特种行业中耐腐蚀性能较高的工况，大幅度提高了铝合金薄壁异形件使用的安全可靠性。

本实施例步骤五所述第一次滚压翻边过程中的第一滚轮工装12和步骤七中第三次滚压翻边过程中的第二滚轮工装15均通过轴承16安装在滚轮安装架17上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、根据目的产物薄壁异形件的材质和尺寸选择板料并进行切割，得到圆形板坯；

步骤二、将步骤一中得到的圆形板坯放置于冲压模具的第一下模(5)上并装配第一压板(3)，采用第一锁紧件(2)将第一压板(3)、圆形板坯和第一下模(5)锁紧，然后将第一上模(1)放入第一压板(3)中的圆形板坯处，开启冲压机带动第一上模(1)对圆形板坯进行第一次热冲压，在圆形板坯上形成第一凹台，得到第一冲压件(4-1)；

步骤三、将步骤二中得到的第一冲压件(4-1)放置于冲压模具的第二下模(9)上并装配第二压板(8)，采用第二锁紧件(7)将第二压板(8)、第一冲压件(4-1)和第二下模(9)锁紧，然后将第二上模(6)放入第二压板(8)中的第一冲压件(4-1)处，开启冲压机带动第二上模(6)对第一冲压件(4-1)进行第二次热冲压，在第一凹台上形成第二凹台，得到第二冲压件(4-2)；

步骤四、将步骤三中得到的第二冲压件(4-2)进行数控加工切边，得到半成品(4-3)；

步骤五、将步骤四中得到的半成品(4-3)放置于滚压模具的第一内撑工装(10)和外筒工装(11)之间，然后采用第一滚轮工装(12)对半成品(4-3)进行第一次滚压翻边，得到第一滚压件(4-4)；

步骤六、将步骤五中得到的第一滚压件(4-4)放置于滚压模具的第一内撑工装(10)、第二内撑工装(13)和外筒工装(11)之间，然后采用第三内撑工装(14)对第一滚压件(4-4)进行第二次滚压翻边，得到第二滚压件(4-5)；所述第二内撑工装(13)的内端部设置有梯形凹台，所述第三内撑工装(14)的外端部设置有与梯形凹台配合的梯形凸台；

步骤七、将步骤六中得到的第二滚压件(4-5)放置于滚压模具的第一内撑工装(10)和外筒工装(11)之间，后采用第二滚轮工装(15)对第二滚压件(4-5)进行第三次滚压翻边，得到薄壁异形件。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤二中所述第一下模(5)的直径大于圆形板坯的直径，所述第一下模(5)的模腔高度大于圆形板坯的厚度。

3.根据权利要求1所述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤二中所述第一次热冲压的装配之前先将圆形板坯放置于加热炉中进行热处理，所述热处理的温度为200℃～600℃，时间为0.5h～1h，且圆形板坯热处理后进行快速吊运和找正。

4.根据权利要求3所述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，所述热处理之前在圆形板坯的表面涂覆耐高温防氧化涂料。

5.根据权利要求1所述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤二中所述第一次热冲压的装配之前在第一下模(5)和第一上模(1)的表面涂覆耐高温防氧化涂料，步骤三中所述第二次热冲压的装配之前在第二下模(9)和第二上模(6)的表面涂覆耐高温防氧化涂料。

6.根据权利要求1所述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤二中所述第一次热冲压和步骤三中所述第二次热冲压采用的温度均为200℃～600℃，压力为200吨～1000吨。

7.根据权利要求1所述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤五中所述第一内撑工装(10)的外径与半成品(4-3)中第一凹台的内径相等，所述外筒工装(11)的内径与半成品(4-3)中第一凹台的外径相等。

8.根据权利要求1所述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤六中所述第二内撑工装(13)的外径与第一滚压件(4-4)中第二凸台的内径相等，所述第二内撑工装(13)的梯形凹台的底径与第三内撑工装(14)梯形凸台的顶径相等。

9.根据权利要求1所述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤五所述第一次滚压翻边过程中的第一滚轮工装(12)和步骤七中第三次滚压翻边过程中的第二滚轮工装(15)均通过轴承(16)安装在滚轮安装架(17)上。

10.根据权利要求1所述的一种薄壁异形件的复合成型方法，其特征在于，步骤七中所述第三次滚压翻边后经表面处理工艺得到薄壁异形件。

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