一種長筒件板材旋壓成形方法技術

一種長筒件板材旋壓成形方法，首先選取原材料，選取設備艙制造原材料為2024鋁合金板料，而后根據旋壓件成形前后體積不變原理，按照設備艙長度、外徑、壁厚及添加工藝余量，計算得旋壓圓板毛坯片徑與厚度，在確定旋壓模具加工精度雙邊跳動量，選定旋壓機參數；在室溫條件下，對旋壓圓板毛坯進行室溫旋壓成形工件試制，得旋壓成形工件坯體；當旋壓成形工件坯體表面出現深度不一的凹陷時，將室溫成形改為加熱旋壓成形，同時對旋壓模具進行加熱，以克服材料變形抗力，得旋壓成形工件；采用圓板毛坯成形較大長徑比筒形件，以減少對擠壓成形的無縫金屬管坯使用，從而降低了制造成本，簡化工藝過程，提高了零件合格率高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及筒形件旋壓成形
，尤其涉及一種長筒件板材旋壓成形方法。
技術介紹
飛行器設備艙是典型性的薄壁長圓筒件，屬于需強力減薄的長徑比較大（一般指2＜長徑比＜10）的筒形件，特別是后端面有一傾角較大、長10mm斜臺部分的圓筒件制備，坯料與模具間的間隙難確定，常出現零件成形后與模具不貼合、零件缺料的情況，因此需反復進行樣件試制來選取此參數，且對板材毛坯在旋輪的擠壓下坯料流動并逐漸減薄貼緊芯模造成較大困難；對此常規工藝方法主要有兩種：一種是使用金屬筒坯旋壓成形，而對于有較高精度要求的零件，金屬筒坯在旋壓成形前還需進行粗車、精車的工藝處理；另一種是使用平板毛坯滾彎成筒形后再焊接制成旋壓筒坯，但是坯料上有一縱向焊縫；同時使用金屬筒坯旋壓成形薄壁筒形件，無縫金屬筒坯一般是擠壓成形，需成形模具，成本高，采購周期長，且筒坯旋壓前還需粗車、精車，增加了毛坯預制工序；此外，使用平板毛坯滾彎焊接制成旋壓筒坯，對焊縫質量要求高，否則旋壓過程中焊縫易破裂，進而導致零件無法成形，而旋壓成形時，為方便成形后的零件脫模，在坯料與芯模間須留有一定間隙，間隙小則不利脫模，間隙值大則在坯料流動過程中難以貼模，造成零件缺料，產品合格率較低。
技術實現思路
本專利技術所解決的技術問題在于提供一種長筒件板材旋壓成形方法，以解決上述
技術介紹
中的缺點。本專利技術所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：一種長筒件板材旋壓成形方法，具體步驟如下：<br>1）選取原材料，選取設備艙制造原材料為2024鋁合金板料，且設備艙長徑比＞2，典型壁厚為4mm，等壁厚結構；2）計算旋壓圓板參數，根據旋壓件成形前后體積不變原理，將選取的原材料按照步驟1）中設備艙長度、外徑、壁厚及添加工藝余量，計算得旋壓圓板毛坯片徑與厚度；3）確定旋壓模具加工精度雙邊跳動量，用以調整待加工的旋壓圓板毛坯與旋壓模具間隙；4）選定旋壓機參數，根據旋壓件終態特征及零件材料特點，選定旋壓機的旋輪圓角半徑、主軸旋轉速度、進給率參數；5）室溫試制，在室溫條件下，對旋壓圓板毛坯進行室溫旋壓成形工件試制，得旋壓成形工件坯體；6）修改成形方案，當旋壓機的旋輪進給兩道次后，旋壓成形工件坯體表面出現深度不一的凹陷，且隨旋輪道次增加，凹陷數量增加，深度增大，旋壓成形工件坯體材料邊緣出現破裂，此時，將室溫成形改為加熱旋壓成形，并確定旋壓模具與旋壓成形工件坯體預熱溫度、旋壓成形溫度；7）加熱成形，對旋壓成形工件坯體采用加熱旋壓成形，同時對旋壓模具進行加熱，以克服材料變形抗力；并在旋壓過程中，采用燃氣火焰補熱，以保持旋壓成形工件坯體在旋壓過程中的溫度始終處于材料旋壓成形溫度區間內，且對旋壓成形工件坯體加工時一邊拉深一邊減薄，加工時長不超過15分鐘，得旋壓成形工件。在本專利技術中，步驟2）中，計算得旋壓圓板毛坯片徑φ485mm，厚度9mm。在本專利技術中，步驟3）中，旋壓模具加工精度雙邊跳動量0.05mm，待加工的旋壓圓板毛坯與旋壓模具間隙由0.1mm調整為0.3mm。在本專利技術中，步驟4）中，選定旋壓機參數：旋輪圓角半徑R15、主軸旋轉速度500～800r/min、進給率1.0～4.0。在本專利技術中，步驟6）中，旋壓模具與旋壓成形工件坯體預熱溫度為350~380℃，旋壓成形溫度320℃。在本專利技術中，步驟7）中，對旋壓模具采用電加熱管進行加熱，并對旋壓模具溫度采用帶K型熱電偶的控制箱控制。在本專利技術中，步驟7）中，對旋壓成形工件坯體預熱，采用電阻爐加熱。在本專利技術中，步驟7）中，旋壓模具與旋壓成形工件坯體之間的溫度采用表面溫度計監控。有益效果：本專利技術采用圓板毛坯成形較大長徑比筒形件，特別是后端面有一傾角較大、長10mm斜臺部分的圓筒件，以減少對擠壓成形的無縫金屬管坯使用，從而降低了制造成本，簡化工藝過程，提高了零件合格率高，有效解決了制造設備艙使用無縫金屬筒坯成本高，而使用平板毛坯滾彎焊接焊縫質量難控的問題。具體實施方式為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合實施例，進一步闡述本專利技術。一種長筒件板材旋壓成形方法，具體步驟如下：1）選取原材料，設備艙制造原材料為2024鋁合金板料，且設備艙長徑比＞2，典型壁厚為4mm，等壁厚結構；2）計算旋壓圓板參數，根據旋壓件成形前后體積不變原理，將選取的原材料按照步驟1）中設備艙長度、外徑、壁厚及添加工藝余量，計算得旋壓圓板毛坯片徑φ485mm，厚度9mm；3）確定旋壓模具加工精度雙邊跳動量，以調整旋壓圓板毛坯與旋壓模具間隙，其中，旋壓模具加工精度雙邊跳動量0.05mm，旋壓圓板毛坯與旋壓模具間隙由0.1mm調整為0.3mm；4）選定旋壓機參數，根據旋壓件終態特征及零件材料特點，選定旋壓機參數：旋輪圓角半徑R15、主軸旋轉速度500～800r/min、進給率1.0～4.0；5）室溫試制，在室溫條件下，對旋壓圓板毛坯進行室溫旋壓成形工件試制，得旋壓成形工件坯體；6）修改成形方案，當旋壓機的旋輪進給兩道次后，旋壓成形工件坯體表面出現深度不一的凹陷，且隨道次增加，凹陷數量增加，深度增大，旋壓成形工件坯體材料邊緣出現破裂，此時，將室溫成形改為加熱旋壓成形，2024鋁合金板料旋壓成形溫度區間窄，確定模具與旋壓成形工件坯體預熱溫度為350~380℃，旋壓成形溫度320℃；7）加熱成形，對旋壓成形工件坯體采用加熱旋壓成形，以克服材料變形抗力，得旋壓成形工件；對旋壓模具采用電加熱管進行加熱，并對旋壓模具溫度采用帶K型熱電偶的控制箱控制；對旋壓成形工件坯體預熱，采用電阻爐加熱實現；同時在旋壓過程中，采用燃氣火焰補熱，以保持旋壓成形工件坯體在旋壓過程中的溫度始終處于材料旋壓成形溫度區間內，旋壓模具與旋壓成形工件坯體之間的溫度采用表面溫度計監控；且對旋壓成形工件坯體加工時一邊拉深一邊減薄，加工時長9分鐘。以上顯示和描述了本專利技術的基本原理和主要特征和本專利技術的優點。本行業的技術人員應該了解，本專利技術不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本專利技術的原理，在不脫離本專利技術精神和范圍的前提下，本專利技術還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本專利技術范圍內。本專利技術要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種長筒件板材旋壓成形方法，其特征在于，具體步驟如下：1）選取原材料，選取設備艙制造原材料為2024鋁合金板料，且設備艙長徑比＞2，典型壁厚為4mm，等壁厚結構；2）計算旋壓圓板參數，根據旋壓件成形前后體積不變原理，按照步驟1）中設備艙長度、外徑、壁厚及添加工藝余量，計算得旋壓圓板毛坯片徑與厚度；3）確定旋壓模具加工精度雙邊跳動量；4）選定旋壓機參數，根據旋壓件終態特征及零件材料特點，選定旋壓機的旋輪圓角半徑、主軸旋轉速度、進給率參數；5）室溫試制，在室溫條件下，對旋壓圓板毛坯進行室溫旋壓成形工件試制，得旋壓成形工件坯體；6）修改成形方案，當旋壓機的旋輪進給兩道次后，旋壓成形工件坯體表面出現深度不一的凹陷，且隨旋輪道次增加，凹陷數量增加，深度增大，旋壓成形工件坯體材料邊緣破裂，此時，將室溫成形改為加熱旋壓成形，并確定旋壓模具與旋壓成形工件坯體預熱溫度、旋壓成形溫度；7）加熱成形，對旋壓成形工件坯體采用加熱旋壓成形，同時對旋壓模具進行加熱，以克服材料變形抗力；并在旋壓過程中，采用燃氣火焰補熱，以保持旋壓成形工件坯體在旋壓過程中的溫度始終處于材料旋壓成形溫度區間內，且對旋壓成形工件坯體加工時一邊拉深一邊減薄，加工時長不超過15分鐘，得旋壓成形工件。...

【技術特征摘要】
1.一種長筒件板材旋壓成形方法，其特征在于，具體步驟如下：
1）選取原材料，選取設備艙制造原材料為2024鋁合金板料，且設備艙長徑比＞2，典型
壁厚為4mm，等壁厚結構；
2）計算旋壓圓板參數，根據旋壓件成形前后體積不變原理，按照步驟1）中設備艙長度、
外徑、壁厚及添加工藝余量，計算得旋壓圓板毛坯片徑與厚度；
3）確定旋壓模具加工精度雙邊跳動量；
4）選定旋壓機參數，根據旋壓件終態特征及零件材料特點，選定旋壓機的旋輪圓角半
徑、主軸旋轉速度、進給率參數；
5）室溫試制，在室溫條件下，對旋壓圓板毛坯進行室溫旋壓成形工件試制，得旋壓成形
工件坯體；
6）修改成形方案，當旋壓機的旋輪進給兩道次后，旋壓成形工件坯體表面出現深度不
一的凹陷，且隨旋輪道次增加，凹陷數量增加，深度增大，旋壓成形工件坯體材料邊緣破裂，
此時，將室溫成形改為加熱旋壓成形，并確定旋壓模具與旋壓成形工件坯體預熱溫度、旋壓
成形溫度；
7）加熱成形，對旋壓成形工件坯體采用加熱旋壓成形，同時對旋壓模具進行加熱，以克
服材料變形抗力；并在旋壓過程中，采用燃氣火焰補熱，以保持旋壓成形工件坯體在旋壓過
程中的溫度始終處于材料旋壓成形溫度區間內，且對旋壓成形工件坯體加工時一邊拉深一
邊減薄，加工時長不超過15分鐘，得...

【專利技術屬性】
技術研發人員：洪厚全，鄧進，萬渠，郝桂珍，毛端華，陳龍，董浩威，王韜，
申請(專利權)人：江西洪都航空工業集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：江西;36