專利名稱：一種錐形罩加強(qiáng)筋的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋壓制造行業(yè)，具體是采用加熱旋壓，成形了不規(guī)則幾字型斷面的鋁合金環(huán)形結(jié)構(gòu)件。
背景技術(shù)：
隨著科技水平的不斷提高，越來越多的大型環(huán)形結(jié)構(gòu)產(chǎn)品斷面傾向于不規(guī)則的幾何形狀，例如一種錐形罩是由內(nèi)、外兩層構(gòu)成，內(nèi)錐形罩與外錐形罩之間依靠不同尺寸及形狀的加強(qiáng)筋連接，結(jié)構(gòu)如圖1所示其中加強(qiáng)筋的材料為5A06鋁，封閉的無焊縫環(huán)形結(jié)構(gòu)，該加強(qiáng)筋的壁厚為3mm，兩端為支撐端，該支撐端的外形呈“幾”字形，以靠近錐形罩尖點(diǎn)方向位前端，形成了 5個(gè)表面，分別為外錐形罩支撐面、內(nèi)錐形罩前支撐面、內(nèi)錐形罩后支撐面，以及該加強(qiáng)筋的前支 撐面和后支撐面。如圖2所示，具有輪廓尺寸大、壁厚薄、易變形、精度要求高等加工難題。目前加工類似結(jié)構(gòu)零件主要采取鍛件機(jī)加和板料沖壓的方法。采用鍛件機(jī)加，所需鍛件重量達(dá)到280kg，而最終產(chǎn)品只有4. 0kg，材料利用率不足1. 5%，粗車、半精車、精車之間需要進(jìn)行多次時(shí)效去應(yīng)力，需要多次裝卡找正，零件容易變形，機(jī)加難度很大，研制成本很高。采用沖壓成形，需要制作多套陰、陽(yáng)模具和其它工裝，由于工件是封閉的環(huán)形幾字型結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品的脫模非常困難，小批量單件生產(chǎn)，沖壓成形沒有優(yōu)勢(shì)，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，生產(chǎn)效率低，成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、成本高的不足，本發(fā)明提出了一種錐形罩加強(qiáng)筋的加工方法。本發(fā)明的具體步驟是步驟I、模具準(zhǔn)備所述的模具包括一道次的預(yù)成型模具和二道次的分瓣模具；步驟2、確定板料毛坯板料毛坯壁厚δ 1=1. 3 1. 6 δ ^，其中δ0為工件的最大壁厚；還料的半徑d = (dmin+l#)1. 2 1. 5,其中，dmin是所成形工件最小半徑,1#是所成形工件截面長(zhǎng)度；步驟3、板料旋壓成錐形筒，利用預(yù)成型模具，采用常規(guī)方法通過多個(gè)道次將板料旋壓成錐形筒，該錐形筒的母線錐度與外錐形罩支撐面角度相同。步驟4、做加工輔助線示意圖。將模具型面的外輪廓線的直線段向該模具型面外輪廓外側(cè)偏置，并使各直線段延長(zhǎng)相交，在由偏置而產(chǎn)生模具型面的外輪廓線上形成多個(gè)交點(diǎn)。偏置量為旋輪圓角半徑與工件壁厚S C1之和。所述由偏置而產(chǎn)生模具型面的外輪廓線上形成多個(gè)交點(diǎn)包括以偏置后的分瓣模上內(nèi)錐形罩前支撐面前端的起點(diǎn)a,偏置后內(nèi)錐形罩前支撐面與偏置后的加強(qiáng)筋前支撐面的交點(diǎn)b，偏置后的加強(qiáng)筋前支撐面與偏置后的外錐形罩支撐面交點(diǎn)C，偏置后的外錐形罩支撐面與偏置后的加強(qiáng)筋后支撐面交點(diǎn)d，加強(qiáng)筋后支撐面與內(nèi)錐形罩后支撐面交點(diǎn)e，偏置后的分瓣模上內(nèi)錐形罩后支撐面的后端終點(diǎn)f。連接各交點(diǎn)，得到abcdef連續(xù)的折線5條。在所述5條折線分別由線段abc和線段def組成2個(gè)三角形Λ abc和Λ def ο確定三角形Λ abc和Λ def的中心為分別為OpO2,做折線中線段cd兩端的延長(zhǎng)線dm和cn,做夾角廣fdm的角平分線dL。步驟5、旋壓成形，錐筒旋壓成形的過程包括五個(gè)道次的旋壓，具體是a、一道次旋壓旋輪軸線調(diào)整至與角平分線dL平行。持續(xù)加熱錐筒至160 180° C，旋輪沿角平分線dL持續(xù)進(jìn)給2分鐘，進(jìn)給速度為30mm/min。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為150r/minob、二道次持續(xù)加熱保持待旋壓部位至150 180° C。旋輪軸線調(diào)整至與直線df平行。旋輪依次沿方向d02和02f持續(xù)進(jìn)給2分鐘，旋輪進(jìn)給速度為30mm/min。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速120r/min。 C、三道次更換R5旋輪。旋輪軸線調(diào)整至與直線ef平行。加熱待旋壓部位至130 150° C后，撤去火焰。旋輪依次沿de，ef方向持續(xù)進(jìn)給I分鐘，旋輪進(jìn)給速度為60mm/min。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為180r/min。待工件冷卻至室溫后，更換車刀將錐筒小端底部切掉。d、四道次旋壓更換RlO旋輪，Imin內(nèi)將待旋壓部位加熱至200 220° C。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至180r/min，旋輪軸線調(diào)整至與直線ca平行。旋輪依次沿CO1, Op方向持續(xù)進(jìn)給1. 5分鐘,旋輪進(jìn)給速度為35mm/min。e、五道次旋壓更換R5旋輪，旋輪軸線與直線ba平行。主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至250r/min。將待旋壓部位在Imin內(nèi)加熱至150 170° C后撤去火焰。旋輪依次沿直線cb、ba方向持續(xù)進(jìn)給I分鐘，旋輪進(jìn)給速度為60mm/min。將工件冷卻至室溫，得到工件。步驟6、將得到的工件按常規(guī)后續(xù)處理后脫模。所述預(yù)成型模具的母線與軸線成20°角；該模具的外型面與外錐形罩支撐面角度相同。所述分瓣模具外型面與加強(qiáng)筋兩端的“幾”字形外形相同，由一個(gè)環(huán)形底座和5個(gè)型面塊裝配而成，當(dāng)分瓣模具拆掉環(huán)形底座后，每個(gè)型面塊都能夠從環(huán)形工件中順利取出。本發(fā)明制作了與產(chǎn)品型面相同的分瓣模具，使用普通球面車床或數(shù)控普旋機(jī)，采用了熱旋壓加工的方法，利用鋁合金材料在一定溫度下具有良好塑性的同時(shí)，強(qiáng)度和韌性顯著降低這一特性，使用板料作為毛坯，在旋輪徑向力與軸向力的共同作用下，經(jīng)過多道次旋壓，迫使板料受力變形、材料流動(dòng)成形為與模具型面類似的工件，實(shí)現(xiàn)該類幾字形截面的鋁合金環(huán)型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的旋壓成形；再利用分瓣模具具有可拆裝的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)幾字形斷面環(huán)形結(jié)構(gòu)件與模具的脫離，保證了環(huán)形結(jié)構(gòu)件的完整。本發(fā)明采用多道次熱旋壓加工方法，利用當(dāng)材料被加熱時(shí)，強(qiáng)度、硬度、韌性顯著降低，塑性明顯提升這一特點(diǎn)，通過旋輪逐點(diǎn)施力作用于工件，當(dāng)外力大于工件材料屈服強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生塑性變形，旋輪沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)，迫使工件材料沿模具變形，最終加工成形類似于模具型面的工件，并最終通過模具能夠拆分這一特征，得到完整的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)工件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠成形一般沖壓、機(jī)加等工藝方法很難成形的異形斷面的鋁合金環(huán)形結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明的成形原理簡(jiǎn)單，原材料費(fèi)用、工裝設(shè)計(jì)制造費(fèi)用、設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低，加工容易，降低了生產(chǎn)成本。
使用數(shù)控球面車床設(shè)備，將傳統(tǒng)刀具更換為旋輪，通過刀具補(bǔ)償，編制數(shù)控程序，可實(shí)現(xiàn)批量話的生產(chǎn)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。依靠材料塑性變形達(dá)到零件的成形加工目的，材料利用率提高到40%。使用該方法，能夠成形一些機(jī)加、沖壓難以加工甚至無法加工的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)零件。通過采用合理的工藝參數(shù)能夠成形斷面為幾字形、倒V字型、門字型、等斷面為凸形的封閉環(huán)形鋁合金工件，具有加工效率高、成本低等效果。


圖1是錐形罩結(jié)構(gòu)示意2是加強(qiáng)筋示意圖。圖3是錐筒安裝示意圖。圖4是幾字型斷面的鋁合金環(huán)形結(jié)構(gòu)件加工輔助線示意圖。圖5是不規(guī)則幾字型斷面的鋁合金環(huán)形結(jié)構(gòu)件加工示意圖。其中圖6是實(shí)施例I工件示意圖。圖7是實(shí)施例I工件加工輔助線示意圖。圖8是實(shí)施例I工件加工過程示意圖。圖9是實(shí)施例2工件示意圖。圖10是實(shí)施例2工件加工輔助線示意圖。圖11是實(shí)施例2工件加工過程示意圖。圖12是本發(fā)明的流程圖。1.加強(qiáng)筋 2.內(nèi)錐形罩 3.外錐形罩 4.內(nèi)錐形罩前支撐面5.加強(qiáng)筋前支撐面 6.外錐形罩支撐面 7.加強(qiáng)筋后支撐面8.內(nèi)錐形罩后支撐面 9.尾頂 10. 二道次分瓣模具 11.錐筒12. 一道次旋壓 13. 二道次旋壓 14.三道次旋壓 15.切除定位面16.四道次旋壓 17.五道次旋壓 18.產(chǎn)品
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本實(shí)施例是一種鋁合金加強(qiáng)筋的旋壓加工方法。所述加強(qiáng)筋為環(huán)形件，該加強(qiáng)筋的壁厚為3mm，兩端為支撐端，該支撐端的外形呈“幾”字形，形成了 5個(gè)表面，分別為外錐形罩支撐面6、內(nèi)錐形罩前支撐面4、內(nèi)錐形罩后支撐面8，以及該加強(qiáng)筋的前支撐面5和后支撐面7。如圖6所示，其中所述加強(qiáng)筋上表面為外錐形罩支撐面6，外錐形罩支撐面6與其安裝位置的外錐形罩內(nèi)表面的角度相同，為155°。所述加強(qiáng)筋兩端下表面分別為內(nèi)錐形罩的支撐面，所述內(nèi)錐形罩的支撐面分為內(nèi)錐形罩前支撐面4、內(nèi)錐形罩后支撐面8，靠近錐形罩尖點(diǎn)的為前支撐面，遠(yuǎn)離錐形罩尖點(diǎn)的為后支撐面，并且所述內(nèi)錐形罩前支撐面4、內(nèi)錐形罩后支撐面8的斜率均與所配合處的內(nèi)錐形罩表面的斜率相同，其中，內(nèi)錐形罩前支撐面4為158°，內(nèi)錐形罩后支撐面8為10。。
連接外錐形罩支撐面6與內(nèi)錐形罩前支撐面4的表面為加強(qiáng)筋前支撐面5，該前支撐面5為90° ;連接外錐形罩支撐面6與內(nèi)錐形罩后支撐面8的表面為加強(qiáng)筋后支撐面7，該后支撐面7為59°。本實(shí)施例采用旋壓的方式成形所述加強(qiáng)筋兩端的“幾”字形支撐端。成形所使用的模具為錐筒模具和分瓣模具。本實(shí)施例的具體步驟是步驟I、模具準(zhǔn)備所述的模具包括一道次的預(yù)成型模具和二道次的分瓣模具，均采用現(xiàn)有技術(shù)。所述預(yù)成型模具為母線與軸線成20°角度的圓臺(tái)，該模具的外型面與外錐形罩支撐面6角度相同。所述分瓣模具采用常規(guī)的分瓣模具，所述分瓣模具外型面與加強(qiáng)筋兩端的“幾”字形外形相同，由一個(gè)環(huán)形底座和5個(gè)型面塊裝配而成，當(dāng)分瓣模具拆掉環(huán)形底座后，每個(gè)型面塊都能夠從環(huán)形工件中順利取出。所述分瓣模具中與內(nèi)錐形罩前支撐面4配合段的長(zhǎng)度是所述內(nèi)錐形罩前支撐面4 長(zhǎng)度的1. 5倍；所述分瓣模具中與內(nèi)錐形罩后支撐面8配合段的長(zhǎng)度是所述內(nèi)錐形罩后支撐面8的1. 3倍。步驟2、確定板料毛坯板料毛坯壁厚δ 1=1. 3 1. 6 δ ^，其中δ0為工件要求最大壁厚；還料的半徑d = (dmin+ljp)1. 2 1. 5,其中，dmin是所成形工件最小半徑,Iaf是所成形工件截面長(zhǎng)度，本實(shí)施例中板料毛坯壁厚δ - !!!,坯料的半徑d=350mm。步驟3、板料旋壓成錐形筒，利用預(yù)成型模具，采用常規(guī)方法通過多個(gè)道次將板料旋壓成錐形筒，該錐形筒的母線錐度與外錐形罩支撐面6角度相同。更換分瓣模具，將得到的錐形筒套裝在分瓣模具上，頂緊尾頂，安裝RlO旋輪。步驟4、做加工輔助線示意圖，如圖10所示。將模具型面的外輪廓線的直線段向該模具型面外輪廓外側(cè)偏置，并使各直線段延長(zhǎng)相交，在由偏置而產(chǎn)生的模具型面的外輪廓線上形成多個(gè)交點(diǎn)。偏置量為旋輪圓角半徑與工件壁厚S C1之和。所述由偏置而產(chǎn)生的模具型面的外輪廓線上形成的多個(gè)交點(diǎn)包括以偏置后的分瓣模上內(nèi)錐形罩前支撐面4前端的起點(diǎn)a,偏置后內(nèi)錐形罩前支撐面4與偏置后的加強(qiáng)筋前支撐面5的交點(diǎn)b，偏置后的加強(qiáng)筋前支撐面5與偏置后的外錐形罩支撐面6交點(diǎn)C，偏置后的外錐形罩支撐面6與偏置后的加強(qiáng)筋后支撐面7交點(diǎn)d，加強(qiáng)筋后支撐面7與內(nèi)錐形罩后支撐面8交點(diǎn)e，偏置后的分瓣模上內(nèi)錐形罩后支撐面8的后端終點(diǎn)f。連接各交點(diǎn)，得到abcdef連續(xù)的折線5條。在所述5條折線分別由線段abc和線段def組成2個(gè)三角形Λ abc和Λ def。確定三角形Λ abc和Λ def的中心為分別為(V O2,做折線中線段cd兩端的延長(zhǎng)線dm和cn,做夾角Z fdm的角平分線L。步驟5、錐形筒旋壓成產(chǎn)品，如圖8所示，錐形筒旋壓加工過程是I、一道次旋壓旋輪軸線調(diào)整至與角平分線dL平行，即旋輪軸線與模具軸線夾角成6°。火焰持續(xù)加熱錐筒，保持待旋壓部位的溫度為160 180° C，旋輪沿角平分線L持續(xù)進(jìn)給2分鐘,進(jìn)給速度為30mm/min。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為150r/min。2、二道次火焰持續(xù)加熱保持待旋壓部位至150 180° C。旋輪軸線調(diào)整至與模具軸線成37°角，與直線df平行。旋輪依次沿方向(102和04持續(xù)進(jìn)給2分鐘，旋輪進(jìn)給速度為30mm/min。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速120r/min。3、三道次更換R5旋輪。旋輪軸線調(diào)整至與模具軸線成10°角，與直線ef平行?；鹧婕訜岽龎翰课恢?30 150° C后，撤去火焰。旋輪依次沿de，ef方向持續(xù)進(jìn)給I分鐘，旋輪進(jìn)給速度為60mm/min。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為180r/min。待工件冷卻至室溫后，更換車刀將錐筒小端底部切掉。4、四道次旋壓更換RlO旋輪，使用火焰加熱待旋壓部位，使所述待旋壓部位在Imin中內(nèi)升溫至200 220° C。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至180r/min，旋輪軸線調(diào)整至與模具軸線成119°夾角，使旋輪軸線與直線ca平行。旋輪依次沿CO1, Oia方向持續(xù)進(jìn)給1. 5分鐘，旋輪進(jìn)給速度為35mm/min。5、五道次旋壓更換R5旋輪，旋輪軸線與模具軸線成158°角，使該旋輪軸線與直線ba平行。主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至250r/min?；鹧鎸⒋龎翰课辉贗min中內(nèi)加熱至150 170° C后撤去火焰。旋輪依次沿直線cb、ba方向持續(xù)進(jìn)給I分鐘，旋輪進(jìn)給速度為60mm/min。將工件冷卻至室溫，得到成形后的工件。步驟6、將得到的工件按常規(guī)后續(xù)處理后脫模。所述后續(xù)處理包括切除翻邊余料、時(shí)效處理、車修工件和拆卸分瓣模具。實(shí)施例2本實(shí)施例是一種鋁合金加強(qiáng)筋的旋壓加工方法。所述加強(qiáng)筋為環(huán)形件，該加強(qiáng)筋的壁厚為2mm，兩端為支撐端，該支撐端的外形呈“幾”字形，形成了 5個(gè)表面，分別為外錐形罩支撐面6、內(nèi)錐形罩前支撐面4、內(nèi)錐形罩后支撐面8，以及該加強(qiáng)筋的前支撐面5和后支撐面7。如圖9所示，其中所述加強(qiáng)筋上表面為外錐形罩支撐面6，外錐形罩支撐面6與其安裝位置的外錐形罩內(nèi)表面的角度相同，為160°。所述加強(qiáng)筋兩端下表面分別為內(nèi)錐形罩的支撐面，所述內(nèi)錐形罩的支撐面分為內(nèi)錐形罩前支撐面4、內(nèi)錐形罩后支撐面8，靠近錐形罩尖點(diǎn)的為前支撐面，遠(yuǎn)離錐形罩尖點(diǎn)的為后支撐面，并且所述內(nèi)錐形罩前支撐面4、內(nèi)錐形罩后支撐面8的斜率均與所配合處的內(nèi)錐形罩表面的角度相同，其中，內(nèi)錐形罩前支撐面4為170°，內(nèi)錐形罩后支撐面8為
0° 0連接外錐形罩支撐面6與內(nèi)錐形罩前支撐面4的表面為加強(qiáng)筋前支撐面5，該前支撐面5為90° ;連接外錐形罩支撐面6與內(nèi)錐形罩后支撐面8的表面為加強(qiáng)筋后支撐面7，該后支撐面7為85°。本實(shí)施例采用旋壓的方式成形所述加強(qiáng)筋兩端的“幾”字形支撐端。成形所使用的模具為錐筒模具和分瓣模具。本實(shí)施例的具體步驟是步驟I、模具準(zhǔn)備所述的模具包括一道次的預(yù)成型模具和二道次的分瓣模具，均采用現(xiàn)有技術(shù)。所述預(yù)成型模具為母線與軸線成20°角度的圓臺(tái)，該模具的外型面與外錐形罩支撐面6角度相同。所述分瓣模具采用常規(guī)的分瓣模具，所述分瓣模具外型面與加強(qiáng)筋兩端的“幾”字形外形相同，由一個(gè)環(huán)形底座和5個(gè)型面塊裝配而成，當(dāng)分瓣模具拆掉環(huán)形底座后，每個(gè)型面塊都能夠從環(huán)形工件中順利取出。所述分瓣模具中與內(nèi)錐形罩前支撐面4配合段的長(zhǎng)度是所述內(nèi)錐形罩前支撐面4長(zhǎng)度的1. 5倍；所述分瓣模具中與內(nèi)錐形罩后支撐面8配合段的長(zhǎng)度是所述內(nèi)錐形罩后支撐面8的1. 3倍。
步驟2、確定板料毛坯板料毛坯壁厚δ 1=1. 3 1. 6 δ ^，其中δ0為工件要求最大壁厚；還料的半徑d = (dmin+ljp)1. 2 1. 5,其中，dmin是所成形工件最小半徑,Iaf是所成形工件截面長(zhǎng)度，本實(shí)施例中板料毛坯壁厚δ eSmm，坯料的半徑d=300mm。步驟3、板料旋壓成錐形筒，利用預(yù)成型模具，采用常規(guī)方法通過多個(gè)道次將板料旋壓成錐形筒，該錐形筒的母線錐度與外錐形罩支撐面6角度相同。更換分瓣模具，將得到的錐形筒套裝在分瓣模具上，頂緊尾頂，安裝RlO旋輪。步驟4、做加工輔助線示意圖，如圖10所示。將模具型面的外輪廓線的直線段向該模具型面外輪廓外側(cè)偏置，并使各直線段延長(zhǎng)相交，在由偏置而產(chǎn)生的模具型面的外輪廓線上形成多個(gè)交點(diǎn)。偏置量為旋輪圓角半徑與工件壁厚S C1之和。所述由偏置而產(chǎn)生的模具型面的外輪廓線上形成多個(gè)交點(diǎn)包括以偏置后的分瓣模上內(nèi)錐形罩前支撐面4前端的起點(diǎn)a,偏置后內(nèi)錐形罩前支撐面4與偏置后的加強(qiáng)筋前支撐面5的交點(diǎn)b，偏置后的加強(qiáng)筋前支撐面5與偏置后的外錐形罩支撐面6交點(diǎn)C，偏置后的外錐形罩支撐面6與偏置后的加強(qiáng)筋后支撐面7交點(diǎn)d，加強(qiáng)筋后支撐面7與內(nèi)錐形罩后支撐面8交點(diǎn)e，偏置后的分瓣模上內(nèi)錐形罩后支撐面8的后端終點(diǎn)f。連接各交點(diǎn)，得到abcdef連續(xù)的折線5條。在所述5條折線分別由線段abc和線段def組成2個(gè)三角形Λ abc和Λ def。確定三角形Λ abc和Λ def的中心為分別為O1^ O2,做折線中線段cd兩端的延長(zhǎng)線dm和cn,做夾角廣fdm的角平分線dL。步驟5、錐筒旋壓成產(chǎn)品，如圖11所示，錐筒旋壓加工的過程包括五個(gè)道次的旋壓，具體是I、一道次旋壓旋輪軸線調(diào)整至與角平分線dL平行，即旋輪軸線與模具軸線夾角成15°。火焰持續(xù)加熱錐筒，保持待旋壓部位的溫度為160 180° C，旋輪沿角平分線L持續(xù)進(jìn)給2分鐘,進(jìn)給速度為30mm/min。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為150r/min。2、二道次火焰持續(xù)加熱保持待旋壓部位至150 180° C。旋輪軸線調(diào)整至與模具軸線成50°角，與直線df平行。旋輪依次沿方向(102和04持續(xù)進(jìn)給2分鐘，旋輪進(jìn)給速度為30mm/min。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速120r/min。3、三道次更換R5旋輪。旋輪軸線調(diào)整至與模具軸線成0°角，與直線ef平行?；鹧婕訜岽龎翰课恢?30 150° C后，撤去火焰。旋輪依次沿de，ef方向持續(xù)進(jìn)給I分鐘，旋輪進(jìn)給速度為60mm/min。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為180r/min。待工件冷卻至室溫后，更換車刀將錐筒小端底部切掉。4、四道次旋壓更換RlO旋輪，使用火焰加熱待旋壓部位，使所述待旋壓部位在Imin中內(nèi)升溫至200 220° C。旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至180r/min，旋輪軸線調(diào)整至與模具軸線成137°夾角，使旋輪軸線與直線ca平行。旋輪依次沿CO1, Oia方向持續(xù)進(jìn)給1. 5分鐘，旋輪進(jìn)給速度為35mm/min。5、五道次旋壓更換R5旋輪，旋輪軸線與模具軸線成170°角，使該旋輪軸線與直線ba平行。主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至250r/min?；鹧鎸⒋龎翰课辉贗min中內(nèi)加熱至150 170° C后撤去火焰。旋輪依次沿直線cb、ba方向持續(xù)進(jìn)給I分鐘，旋輪進(jìn)給速度為60mm/min。將工件冷卻至室溫，得到成形后的工件。步驟6、將得到的工件按常規(guī)后續(xù)處理后脫模。所述后續(xù)處理包括切除翻邊余料、時(shí)效處理、車修工件和拆卸分瓣模具
本實(shí)施例通過多道次加熱旋壓，能夠成形不規(guī)則幾字型斷面的鋁合金圓環(huán)，相比較采用鍛件機(jī)加節(jié)省材料及加工成本80%。
權(quán)利要求
1.一種錐形罩加強(qiáng)筋的加工方法；其特征在于，具體步驟是 步驟I、模具準(zhǔn)備所述的模具包括一道次的預(yù)成型模具和二道次的分瓣模具； 步驟2、確定板料毛坯板料毛坯壁厚5 1=1. 3 I. 6 S ^，其中50為工件的最大壁厚；還料的半徑d = (dmin+l jp) I. 2 I. 5,其中，dmin是所成形工件最小半徑，I jp是所成形工件截面長(zhǎng)度； 步驟3、板料旋壓成錐形筒，利用預(yù)成型模具，采用常規(guī)方法通過多個(gè)道次將板料旋壓成錐形筒，該錐形筒的母線錐度與外錐形罩支撐面角度相同； 步驟4、做加工輔助線示意圖；將模具型面的外輪廓線的直線段向該模具型面外輪廓外側(cè)偏置，并使各直線段延長(zhǎng)相交，在由偏置而產(chǎn)生模具型面的外輪廓線上形成多個(gè)交點(diǎn)；偏置量為旋輪圓角半徑與工件壁厚S ^之和； 所述由偏置而產(chǎn)生模具型面的外輪廓線上形成多個(gè)交點(diǎn)包括 以偏置后的分瓣模上內(nèi)錐形罩前支撐面前端的起點(diǎn)a,偏置后內(nèi)錐形罩前支撐面與偏置后的加強(qiáng)筋前支撐面的交點(diǎn)b，偏置后的加強(qiáng)筋前支撐面與偏置后的外錐形罩支撐面交點(diǎn)C，偏置后的外錐形罩支撐面與偏置后的加強(qiáng)筋后支撐面交點(diǎn)d，加強(qiáng)筋后支撐面與內(nèi)錐形罩后支撐面交點(diǎn)e，偏置后的分瓣模上內(nèi)錐形罩后支撐面的后端終點(diǎn)f ;連接各交點(diǎn)，得到abcdef連續(xù)的折線5條；在所述5條折線分別由線段abc和線段def組成2個(gè)三角形A abc和A def ;確定三角形A abc和A def的中心為分別為OpO2,做折線中線段cd兩端的延長(zhǎng)線dm和cn,做夾角Z fdm的角平分線dL ； 步驟5、旋壓成形，錐筒旋壓成形的過程包括五個(gè)道次的旋壓，具體是 a、一道次旋壓旋輪軸線調(diào)整至與角平分線dL平行；持續(xù)加熱錐筒至160 180°C，旋輪沿角平分線dL持續(xù)進(jìn)給2分鐘,進(jìn)給速度為30mm/min ;旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為150r/min ； b、二道次持續(xù)加熱保持待旋壓部位至150 180°C ;旋輪軸線調(diào)整至與直線df平行；旋輪依次沿方向d02和02f持續(xù)進(jìn)給2分鐘，旋輪進(jìn)給速度為30mm/min ;旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速 120r/min ； C、三道次更換R5旋輪；旋輪軸線調(diào)整至與直線ef平行；加熱待旋壓部位至130 150° C后，撤去火焰；旋輪依次沿de，ef方向持續(xù)進(jìn)給I分鐘，旋輪進(jìn)給速度為60mm/min ；旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為180r/min ;待工件冷卻至室溫后，更換車刀將錐筒小端底部切掉； d、四道次旋壓更換RlO旋輪，Imin內(nèi)將待旋壓部位加熱至200 220°C ;旋壓機(jī)主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至180r/min,旋輪軸線調(diào)整至與直線ca平行；旋輪依次沿CO1, 方向持續(xù)進(jìn)給I.5分鐘,旋輪進(jìn)給速度為35mm/min ； e、五道次旋壓更換R5旋輪，旋輪軸線與直線ba平行；主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至250r/min;將待旋壓部位在Imin內(nèi)加熱至150 170° C后撤去火焰；旋輪依次沿直線cb、ba方向持續(xù)進(jìn)給I分鐘，旋輪進(jìn)給速度為60mm/min ;將工件冷卻至室溫，得到工件；步驟6、將得到的工件按常規(guī)后續(xù)處理后脫模。
2.如權(quán)利要求I所述錐形罩加強(qiáng)筋的加工方法；其特征在于，所述預(yù)成型模具的母線與軸線成20°角；該模具的外型面與外錐形罩支撐面角度相同；所述分瓣模具外型面與加強(qiáng)筋兩端的“幾”字形外形相同，由一個(gè)環(huán)形底座和5個(gè)型面塊裝配而成，當(dāng)分瓣模具拆掉環(huán)形底座后，每個(gè)型面塊都能夠從環(huán)形工件中順利取出。
全文摘要
一種錐形罩加強(qiáng)筋的加工方法。采用與產(chǎn)品型面相同的分瓣模具，使用普通球面車床或數(shù)控普旋機(jī)，采用了熱旋壓加工的方法，利用鋁合金材料在一定溫度下具有良好塑性的同時(shí)，強(qiáng)度和韌性顯著降低這一特性，使用板料作為毛坯，在旋輪徑向力與軸向力的共同作用下，經(jīng)過多道次旋壓，迫使板料受力變形、材料流動(dòng)成形為與模具型面類似的工件，實(shí)現(xiàn)該類幾字形截面的鋁合金環(huán)型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的旋壓成形；再利用分瓣模具具有可拆裝的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)幾字形斷面環(huán)形結(jié)構(gòu)件與模具的脫離，保證了環(huán)形結(jié)構(gòu)件的完整。本發(fā)明能夠成形一般沖壓、機(jī)加等工藝方法很難成形的異形斷面的鋁合金環(huán)形結(jié)構(gòu)件，具有成本低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、加工效率高和材料利用率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21D22/14GK102974676SQ201210552069
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者溫樹斌, 李增輝, 肖立軍, 楊東浩, 孫從勝, 王浩剛, 韓華強(qiáng), 李樓, 張美平, 張巖 申請(qǐng)人:西安航天動(dòng)力機(jī)械廠