大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝，它包括以下步驟：S1、預(yù)成形：根據(jù)零件圖紙確定毛坯直徑，選取毛坯，并加工圓角，采用拉深工藝將毛坯進(jìn)行預(yù)成形；S2、旋一道次：設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)定進(jìn)給比、下壓量、錯(cuò)位距、變形量參數(shù)；S3、退火一；S4、旋二道次；S5、退火二；S6、校旋修正；S7、淬火、校形，得到成品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：工藝簡(jiǎn)單，可方便的擴(kuò)展到各種規(guī)格封頭零件無(wú)模旋壓，適用范圍廣，而且工藝周期短，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性方面也有大幅提升。
【專利說(shuō)明】大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種厚壁鋁合金封頭零件的制備工藝，特別是大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]尾罩是某型號(hào)主要承力結(jié)構(gòu)件，是典型的大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件，用來(lái)承擔(dān)全彈發(fā)射狀態(tài)時(shí)全部推力，采用無(wú)模旋壓工藝技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)從事旋壓工藝方面的研究主要集中于筒形件、錐形件、大型封頭等類似黑色金屬的工藝研究，對(duì)大型厚壁鋁合金封頭類產(chǎn)品旋壓工藝方面研究較少。
[0003]文獻(xiàn)西安航天動(dòng)力機(jī)械廠《旋壓工藝技術(shù)研究》介紹了 Φ 2000mm以下封頭和筒體地旋壓工藝，但所涉及到得材料為超高強(qiáng)度鋼，所采用的旋壓工藝為強(qiáng)力旋壓。
[0004]文獻(xiàn)《筒形件強(qiáng)力旋壓過(guò)程有限元數(shù)值模擬》介紹了封頭旋壓通常是采用一步法冷旋壓成形，但是對(duì)封頭旋壓道次，旋輪形狀和運(yùn)動(dòng)軌跡、進(jìn)給比等工藝參數(shù)規(guī)律性研究有待深入。
[0005]文獻(xiàn)《鋁合金零件精密旋壓成形技術(shù)研究》介紹，國(guó)內(nèi)目前對(duì)旋壓成形技術(shù)的研究?jī)H限于零件的簡(jiǎn)單旋壓過(guò)程，即普通旋壓或強(qiáng)力旋壓，和筒形件、錐形件等簡(jiǎn)單形狀零件的旋壓過(guò)程，而與大型鋁合金復(fù)雜薄壁殼體相關(guān)的精密旋壓成形的研究特別是復(fù)合旋壓的研究鮮有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種工藝簡(jiǎn)單、提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、適用范圍廣和工藝周期短的大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝。
`[0007]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝包括以下步驟:
51、預(yù)成形:根據(jù)零件圖紙確定毛坯直徑，選取毛坯，并加工圓角，采用拉深工藝將毛坯進(jìn)行預(yù)成形；
52、旋一道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)定進(jìn)給比為2.5~2.7、下壓量為O~1mm、錯(cuò)位距為28~35mm、變形量小于140mm,將預(yù)成形后的制件進(jìn)行旋壓；
53、退火一:它包括以下子步驟:
531、開啟退火爐，將退火溫度設(shè)定為470°C~500°C，然后開始升溫；
532、待溫度穩(wěn)定后，將旋完一道次后的半成品零件緩慢送至退火爐的恒溫區(qū)；
533、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫280min~320min；
534、退火時(shí)間達(dá)到后，以18°C/h~22°C /h的冷卻速率冷卻至260°C時(shí)用叉車將零件出爐空冷；
54、旋二道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，并設(shè)定進(jìn)給比為2.6~2.8、下壓量為I~2mm、錯(cuò)位距為26~30mm、變形量小于140mm,將經(jīng)過(guò)退火一的零件進(jìn)行第二次旋壓；S5、退火二:重復(fù)步驟S3 ；
S6、校旋修正:將第二次退火后的零件進(jìn)行校旋修正，使零件滿足尺寸精度要求；
S7、淬火、校形:對(duì)零件進(jìn)行淬火處理，并在30min之內(nèi)進(jìn)行校形處理，得到成品。
[0008]所述的步驟S7中淬火工藝包括以下子步驟:
S71、開啟硝鹽槽，將淬火溫度設(shè)定為490°C~510°C，然后開始升溫；
S72、待溫度穩(wěn)定后，將完成旋壓的半成品零件緩慢送至硝鹽槽的恒溫區(qū)；
S73、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫45min~55min；
S74、保溫時(shí)間達(dá)到后，在40s之內(nèi)將零件傾斜5°~10°入水，入水速率控制在0.2m/s ~0.4m/s。
[0009]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):采用無(wú)模旋壓“三步法”(即分預(yù)成形、旋一道次、旋二道次三步成形)，確定大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝關(guān)鍵工藝參數(shù)(如旋壓道次、旋輪軌跡、進(jìn)給比、錯(cuò)位距等)，提供一種能夠快速而準(zhǔn)確的確定大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝制備方法，這種制備方法工藝簡(jiǎn)單，可方便的擴(kuò)展到各種規(guī)格封頭零件無(wú)模旋壓，適用范圍廣，而且工藝周期短，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性方面也有大幅提升。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為旋一道次旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖；
圖2為旋二道次旋壓輥和成型輥 的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0012]【實(shí)施例1】:
如圖1和圖2所示，大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝包括以下步驟:
S1、預(yù)成形:根據(jù)零件圖紙確定毛坯直徑，選取毛坯，并加工圓角，采用拉深工藝將毛坯進(jìn)行預(yù)成形；
S2、旋一道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)定進(jìn)給比為2.7、下壓量為0mm、錯(cuò)位距為28mm、變形量為130mm，將預(yù)成形后的制件進(jìn)行旋壓；
S3、退火一:它包括以下子步驟:
S31、開啟退火爐，將退火溫度設(shè)定為470°C，然后開始升溫；
S32、待溫度穩(wěn)定后，將旋完一道次后的半成品零件緩慢送至退火爐的恒溫區(qū)；
S33、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫320min；
S34、退火時(shí)間達(dá)到后，以18°C/h的冷卻速率冷卻至260°C時(shí)用叉車將零件出爐空冷；
S4、旋二道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，并設(shè)定進(jìn)給比為2.6、下壓量為2mm、錯(cuò)位距為30mm、變形量為120mm，將經(jīng)過(guò)退火一的零件進(jìn)行第二次旋壓；
S5、退火二:重復(fù)步驟S3 ；
S6、校旋修正:將第二次退火后的零件進(jìn)行校旋修正，使零件滿足尺寸精度要求；
S7、淬火、校形:對(duì)零件進(jìn)行淬火處理，并在30min之內(nèi)進(jìn)行校形處理，得到成品。
[0013]所述的步驟S7中淬火工藝包括以下子步驟:S71、開啟硝鹽槽，將淬火溫度設(shè)定為510°C，然后開始升溫；
S72、待溫度穩(wěn)定后，將完成旋壓的半成品零件緩慢送至硝鹽槽的恒溫區(qū)；
S73、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫45min；
S74、保溫時(shí)間達(dá)到后，在40s之內(nèi)將零件傾斜10°入水，入水速率控制在0.2m/s。
[0014]【實(shí)施例2】: 如圖1和圖2所示，大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝包括以下步驟:
S1、預(yù)成形:根據(jù)零件圖紙確定毛坯直徑，選取毛坯，并加工圓角，采用拉深工藝將毛坯進(jìn)行預(yù)成形；
S2、旋一道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)定進(jìn)給比為2.6、下壓量為0.5mm、錯(cuò)位距為31mm、變形量為138mm，將預(yù)成形后的制件進(jìn)行旋壓；
S3、退火一:它包括以下子步驟:
S31、開啟退火爐，將退火溫度設(shè)定為485°C，然后開始升溫；
S32、待溫度穩(wěn)定后，將旋完一道次后的半成品零件緩慢送至退火爐的恒溫區(qū)；
S33、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫300min；
S34、退火時(shí)間達(dá)到后，以20°C/h的冷卻速率冷卻至260°C時(shí)用叉車將零件出爐空冷；
S4、旋二道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，并設(shè)定進(jìn)給比為2.7、下壓量為
1.5mm、錯(cuò)位距為28mm、變形量為139mm，將經(jīng)過(guò)退火一的零件進(jìn)行第二次旋壓；
S5、退火二:重復(fù)步驟S3 ；
S6、校旋修正:將第二次退火后的零件進(jìn)行校旋修正，使零件滿足尺寸精度要求；
S7、淬火、校形:對(duì)零件進(jìn)行淬火處理，并在30min之內(nèi)進(jìn)行校形處理，得到成品。
[0015]所述的步驟S7中淬火工藝包括以下子步驟:
S71、開啟硝鹽槽，將淬火溫度設(shè)定為502°C，然后開始升溫；
S72、待溫度穩(wěn)定后，將完成旋壓的半成品零件緩慢送至硝鹽槽的恒溫區(qū)；
S73、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫50min；
S74、保溫時(shí)間達(dá)到后，在40s之內(nèi)將零件傾斜8°入水，入水速率控制在0.3m/s。
[0016]【實(shí)施例3】:
如圖1和圖2所示，大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝包括以下步驟:
S1、預(yù)成形:根據(jù)零件圖紙確定毛坯直徑，選取毛坯，并加工圓角，采用拉深工藝將毛坯進(jìn)行預(yù)成形；
S2、旋一道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)定進(jìn)給比為2.5、下壓量為1mm、錯(cuò)位距為35mm、變形量為120mm，將預(yù)成形后的制件進(jìn)行旋壓；
S3、退火一:它包括以下子步驟:
S31、開啟退火爐，將退火溫度設(shè)定為500°C，然后開始升溫；
S32、待溫度穩(wěn)定后，將旋完一道次后的半成品零件緩慢送至退火爐的恒溫區(qū)；
S33、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫280min；
S34、退火時(shí)間達(dá)到后，以22°C/h的冷卻速率冷卻至260°C時(shí)用叉車將零件出爐空冷；
S4、旋二道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，并設(shè)定進(jìn)給比為2.8、下壓量為1mm、錯(cuò)位距為26mm、變形量為132mm，將經(jīng)過(guò)退火一的零件進(jìn)行第二次旋壓；
S5、退火二:重復(fù)步驟S3 ；56、校旋修正:將第二次退火后的零件進(jìn)行校旋修正，使零件滿足尺寸精度要求；
57、淬火、校形:對(duì)零件進(jìn)行淬火處理，并在30min之內(nèi)進(jìn)行校形處理，得到成品。
[0017]所述的步驟S7中淬火工藝包括以下子步驟:
571、開啟硝鹽槽，將淬火溫度設(shè)定為490°C，然后開始升溫；
572、待溫度穩(wěn)定后，將完成旋壓的半成品零件緩慢送至硝鹽槽的恒溫區(qū)；
573、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫55min；
574、保溫時(shí)間達(dá)到后，在40s之內(nèi)將零件傾斜5°入水，入水速率控制在0.4m/s。
[0018]【實(shí)施例4】:
如圖1和圖2所示，大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝包括以下步驟:
51、預(yù)成形:根據(jù)零件圖紙確定毛坯直徑，選取毛坯，并加工圓角，采用拉深工藝將毛坯進(jìn)行預(yù)成形；
52、旋一道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)定進(jìn)給比為2.53、下壓量為0.7mm、錯(cuò)位距為32mm、變形量為125mm，將預(yù)成形后的制件進(jìn)行旋壓；
53、退火一:它包括以下子步驟:
531、開啟退火爐，將退火溫度設(shè)定為483°C，然后開始升溫；
532、待溫度穩(wěn)定后，將旋完一道次后的半成品零件緩慢送至退火爐的恒溫區(qū)；` 533、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫295min；
534、退火時(shí)間達(dá)到后，以19°C/h的冷卻速率冷卻至260°C時(shí)用叉車將零件出爐空冷；
54、旋二道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，并設(shè)定進(jìn)給比為2.73、下壓量為
1.3mm、錯(cuò)位距為29mm、變形量為128mm，將經(jīng)過(guò)退火一的零件進(jìn)行第二次旋壓；
55、退火二:重復(fù)步驟S3 ；
56、校旋修正:將第二次退火后的零件進(jìn)行校旋修正，使零件滿足尺寸精度要求；
57、淬火、校形:對(duì)零件進(jìn)行淬火處理，并在30min之內(nèi)進(jìn)行校形處理，得到成品。
[0019]所述的步驟S7中淬火工藝包括以下子步驟:
571、開啟硝鹽槽，將淬火溫度設(shè)定為498°C，然后開始升溫；
572、待溫度穩(wěn)定后，將完成旋壓的半成品零件緩慢送至硝鹽槽的恒溫區(qū)；
573、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫48min；
574、保溫時(shí)間達(dá)到后，在40s之內(nèi)將零件傾斜9°入水，入水速率控制在0.28m/s。
【權(quán)利要求】
1.大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝，其特征在于:它包括以下步驟: S1、預(yù)成形:根據(jù)零件圖紙確定毛坯直徑，選取毛坯，并加工圓角，采用拉深工藝將毛坯進(jìn)行預(yù)成形； S2、旋一道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)定進(jìn)給比為2.5~2.7、下壓量為O~I mm、錯(cuò)位距為28~35mm、變形量小于140mm,將預(yù)成形后的制件進(jìn)行旋壓； S3、退火一:它包括以下子步驟: S31、開啟退火爐，將退火溫度設(shè)定為470°C~500°C，然后開始升溫； S32、待溫度穩(wěn)定后，將旋完一道次后的半成品零件緩慢送至退火爐的恒溫區(qū)； S33、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫280min~320min； S34、退火時(shí)間達(dá)到后，以18°C/h~22°C /h的冷卻速率冷卻至260°C時(shí)用叉車將零件出爐空冷； S4、旋二道次:設(shè)定旋壓輥和成型輥的運(yùn)動(dòng)軌跡，并設(shè)定進(jìn)給比為2.6~2.8、下壓量為I~2mm、錯(cuò)位距為26~30mm、變形量小于140mm,將經(jīng)過(guò)退火一的零件進(jìn)行第二次旋壓； S5、退火二:重復(fù)步驟S3 ； S6、校旋修正:將第二次退火后的零件進(jìn)行校旋修正，使零件滿足尺寸精度要求； S7、淬火、校形:對(duì)零件進(jìn)行淬火處理，并在30min之內(nèi)進(jìn)行校形處理，得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大厚壁鋁合金曲母線型回轉(zhuǎn)體零件無(wú)模旋壓工藝，其特征在于:所述的步驟S7中淬火工藝包括以下子步驟: S71、開啟硝鹽槽，將淬火溫度設(shè)定為490°C~510°C，然后開始升溫； S72、待溫度穩(wěn)定后，將完成旋壓的半成品零件緩慢送至硝鹽槽的恒溫區(qū)； S73、從半成品零件到達(dá)恒溫區(qū)時(shí)開始計(jì)時(shí),保溫45min~55min； S74、保溫時(shí)間達(dá)到后，在40s之內(nèi)將零件傾斜5°~10°入水，入水速率控制在0.2m/s ~0.4m/s。
【文檔編號(hào)】B21D22/14GK103589975SQ201310546529
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】王子立, 李玳權(quán), 盧啟強(qiáng), 任順奎, 張少玲 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司長(zhǎng)征機(jī)械廠