CN114160733B - 一种两端头两侧都带窄高台y形铝合金模锻件的成型方法 - Google Patents

一种两端头两侧都带窄高台y形铝合金模锻件的成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及锻造及模具设计技术领域，具体涉及一种两端头两侧都带窄高台Y形铝合金模锻件的成型方法。该方法包括：将T字形荒形插入弯曲模下模的内腔中，下压上模，使T字形荒形的横梁弯曲，得到Y形荒形；对Y形荒形进行预锻，使Y形荒形的两端头向内弯曲，且两端头内壁压制出台阶结构，得到预锻件；预锻件的台阶数与设计出的锻件端头台阶数相同；预锻件的端头高度低于锻件的两端头高度，预锻件纵截面小于设计出的锻件的两端头纵截面，预锻件的整体外轮廓小于设计出的锻件的整体外轮廓，预锻件的出模斜度与终锻件的出模斜度相同；对预锻件进行终锻得到所需的Y形铝合金模锻件。

Description

一种两端头两侧都带窄高台Y形铝合金模锻件的成型方法
技术领域
本发明涉及锻造及模具设计技术领域，具体涉及一种两端头两侧都带窄高台Y形铝合金模锻件的成型方法。
背景技术
某航空产品用锻件，材料为7050，锻件为两端头都带窄高台Y形铝合金模锻件，该锻件形状较复杂，截面变化大，筋高200mm处筋宽50mm，且Y字形头部由筋高80mm、筋宽130mm直接过渡到筋高200mm，筋宽50mm，且此处的窄高台位置是垂直于锻件Y字形的头部，在节材降耗的原则下，且锻件窄高台位置为非加工面，这给锻件的成型增加了一定的难度。
对于此类锻件，常规锻造利用工装自由锻进行制坯，模锻来实现。制坯过程中，荒形进行手工得到，锻造的过程中使用窄、高部位大面积覆盖的原则进行模锻，这种方案特别浪费原材料，而且锻件会出现窄、高筋处圆角充不满，导致锻件报废率高，同时锻模常出现磨损现象，影响锻模使用寿命。
锻件的订单量大，制坯过程中一致性差和工人大量打磨，模锻过程中废品率和模具寿命的限制，使得锻件的生产效率低，生产成本大，生产周期长。
发明内容
本发明的目的是：为了降低锻件后续加工中的原材料消耗和工作量，减少对表面金属流线的切断所导致的对零件力学性能和疲劳寿命的影响，在原有的锻造方法基础上，提供一种能够提高锻件合格率，同时提高原材料使用率的铝合金模锻件的成型方法，该铝合金结构为两端头都带窄高台Y形锻件。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：。
一种两端头两侧都带窄高台Y形铝合金模锻件的成型方法，包括：
将T字形荒形插入弯曲模下模的内腔中，下压上模，使T字形荒形的横梁弯曲，得到Y形荒形；
对Y形荒形进行预锻，使Y形荒形的两端头向内弯曲，且两端头内壁压制出台阶结构，得到预锻件；预锻件的台阶数与设计出的锻件端头台阶数相同；预锻件的端头高度低于锻件的两端头高度，预锻件纵截面小于设计出的锻件的两端头纵截面，预锻件的整体外轮廓小于设计出的锻件的整体外轮廓，预锻件的出模斜度与终锻件的出模斜度相同；
对预锻件进行终锻得到所需的Y形铝合金模锻件。
进一步的，预锻件的两端头料量大于或等于设计出的锻件的两端头料量。
进一步的，所述方法还包括：
对原材料板材棱边进行倒棱或倒圆角，形成板坯，通过对板坯两侧对称的部分进行反复镦粗、拔长，锻成T字形荒形。
进一步的，对板坯两侧对称的部分进行反复镦粗、拔长，锻成T字形荒形，包括：
当板料到第一阈值范围时，装炉，采用第二阀值温度的平砧子在板料上进行两侧分开对称压制反复墩拔得到T字形荒形。
进一步的，第一阈值范围为420℃～450℃；第二阈值的范围为150℃～350℃。
进一步的，预锻件的端头和锻件的两端头的高度差范围为80～85mm。
进一步的，设计出的锻件的两端头纵截面是预锻件纵截面的1.1～1.3倍。
进一步的，预锻件的整体外轮廓与设计出的锻件的整体外轮廓的差范围为2～5mm。
本发明的有益效果是：本发明是通过板料进行分料得到T字形荒形，通过胎模工装进行得到不带局部凸台的Y字形荒形，Y字形荒形通过预锻，终锻得到两端头都带窄高台Y形铝合金模锻件。较常规锻造，本发明主要是通过不带局部凸台的Y字形荒形降低了制坯的难度，本发明同时增加了预锻模具，预锻件高度比终锻件两端头都带窄高台难成型的部位的高度低，降低了预锻件高点充填的难度，且预锻件的截面比两端头都带窄高台难成型的部位的纵截面大，能够保证预锻件高筋位置能够充满，锻件的合格率99％以上，同时预锻模具的增加和设计方法也降低了模具磨损等问题的出现，提高了锻模的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的两端头都带窄高台Y形铝合金模锻件的主视图；
图2为本发明的两端头都带窄高台Y形铝合金模锻件的左视图；
图3为本发明的两端头都带窄高台Y形铝合金预锻件的主视图；
图4为本发明的两端头都带窄高台Y形铝合金预锻件的左视图；
图5为本发明的弯曲模工作示意图；
其中，1为弯曲模冲头，2为T字形荒形，3为弯曲模阴模，4为Y形荒形，5为预锻上模，6为预锻下模；
图6为Y形荒形的结构示意图；
图7为本发明的Y形荒形放于预锻型腔的示意图；其中，7为预锻下模，8为终锻下模；
图8为本发明的预成型件放于终锻型腔的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种两端头都带窄高台Y形铝合金模锻件的成型方法，包括：
对原材料板材棱边进行倒棱或倒圆角，形成板坯。通过对板坯两侧对称的部分进行反复镦粗、拔长，锻成T字形荒形；
制作弯曲模，并将T字形荒形插入弯曲模下模的内腔中，上模下压，得到不带局部凸台的Y形荒形，如图5-图6所示；
制作预锻模，对Y形荒形进行预锻，得到预锻件如图3-图4，预锻件基本外形类似Y形，端头部位为等厚度的板状结构，外形相对一侧为台阶状，另一侧为直面，外轮廓类似终锻件外轮廓，端头部位厚度比预锻件其它部位厚度高。
对预锻件进行终锻得到所需的Y形铝合金模锻件。预锻件端头的厚板在终锻过程中，一部分经挤压形成终锻件的高台，一部分镦粗、展宽，充填锻件的外轮廓如图7-图8所示。
进一步地，对板坯两侧对称的部分进行反复镦粗、拔长，锻成T字形荒形。具体包括：板料到第一阈值装炉，采用第二阀值温度的平砧子在板料上进行两侧分开对称压制反复墩拔N次得到T字形荒形。
进一步地，T字形荒形通过弯曲模得到Y形荒形，弯曲模包括上冲头和阴模，下阴模纵切面为Y字形，并且是敞开结构。
进一步地，预锻件高度比终锻件的两端头都带窄高台难成型部位的高度低第三阈值，预锻件纵截面是终锻件的两端头都带窄高台难成型部位的纵截面的第四阈值，预锻件的整体轮廓比终锻件的整体轮廓单边小第五阈值，预锻件的出模斜度与终锻件的出模斜度相同。
进一步地，第一阈值为420℃～450℃。
进一步地，第二阈值为150℃～350℃。
进一步地，第三阈值为80mm～85mm。
进一步地，第四阈值为1.1～1.3倍。
进一步地，第五阈值为2mm～5mm。
进一步地，预锻件和终锻锻件的分模面均是平面。
进一步地，对于预锻和终锻均是到第一阈值装炉进行锻造。
实施例
某型飞机上采用7050铝合金模锻件，锻件重量30kg，锻件轮廓尺寸720mm(长)×700mm(宽)×200mm(高)，本锻件使用203(高)mm×200(宽)mm×365(长)mm的板料为原材料，板料在制坯之前先倒角5×45°或倒圆角R10，电炉升温到420℃，板料到温装炉，板料放在装料板上，板料之间间隔≥50mm，板料在电炉中保温一段时间(根据锻件的有效厚度)，保温时间结束后板料快速转移到锻造设备上，转移时间＜40S，板料经过分料得到T字形荒形2，T字形荒形2后通过使用弯曲模冲头1和弯曲模阴模3得到Y形荒形4，制坯的锻造设备：2500T快锻机；Y形荒形4经过打磨排伤后，电炉温度达420℃，Y形荒形4到温装炉，保温一段时间，Y形荒形4按照图4左预锻的示意图进行摆放后进行锻造，得到预成型件5，预成型件5经过打磨排伤后，电炉温度达420℃，预成型件5到温装炉，按照图4右终锻的示意图进行摆放后进行锻造，得到两端头都带窄高台Y形铝合金模锻件(图1-图2)，预锻和终锻的锻造设备：10000N油压机。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种两端头两侧都带窄高台Y形铝合金模锻件的成型方法，其特征在于，包括：
将T字形荒形插入弯曲模下模的内腔中，下压上模，使T字形荒形的横梁弯曲，得到不带局部凸台的Y字形荒形；
对Y字形荒形进行预锻，使Y字形荒形的两端头向内弯曲，且两端头内壁压制出台阶结构，得到预锻件；预锻件的台阶数与设计出的锻件端头台阶数相同；预锻件的两端头高度低于锻件的两端头高度，预锻件两端头纵截面小于设计出的锻件的两端头纵截面，预锻件的整体外轮廓小于设计出的锻件的整体外轮廓，预锻件的出模斜度与终锻件的出模斜度相同；
对预锻件进行终锻得到所需的Y形铝合金模锻件；
所述方法还包括：
对原材料板材棱边进行倒棱，形成板坯，通过对板坯两侧对称的部分进行反复镦粗、拔长，锻成T字形荒形；
对板坯两侧对称的部分进行反复镦粗、拔长，锻成T字形荒形，包括：
当板坯到第一阈值范围时，装炉，采用第二阀值温度的平砧子在板坯上进行两侧分开对称压制反复镦拔得到T字形荒形；
第一阈值范围为420℃～450℃；第二阈值的范围为150℃～350℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预锻件的两端头料量大于或等于设计出的锻件的两端头料量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预锻件的两端头和锻件的两端头的高度差范围为80～85mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设计出的锻件的两端头纵截面是预锻件纵截面的1.1～1.3倍。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预锻件的整体外轮廓与设计出的锻件的整体外轮廓的差范围为2～5mm。
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