028] 步驟(四)、大直徑貯箱半球殼體旋壓貼模后,再脫模卸料較困難,而且冷卻后嚴 重縮徑,外表面加工余量減小。為了避免這種不利現(xiàn)象的出現(xiàn),旋壓過程中最后一道次時停 止加熱,利用工件的余熱和變形熱完成最后一道次的旋壓。旋壓結(jié)束后,工件溫度在200? 250°C,工件可較容易脫模,待溫度冷卻到室溫后,內(nèi)型面完全能滿足加工尺寸要求。然后按 照要求進行熱處理,再機械加工成大直徑超薄壁貯箱半球殼體。
[0029] 在上述大直徑超薄壁鋁合金貯箱半球殼體整體精密成形方法中,鋁合金圓板抗拉 強度σ b彡220MPa。
[0030] 在上述大直徑超薄壁鋁合金貯箱半球殼體整體精密成形方法中,旋壓過程中旋輪 R角為20?30mm(R指旋輪工作圓角半徑),采用雙旋輪同步旋壓。
[0031] 以下給出一個具體的實施例,本實施例中貯箱半球殼體為2219鋁合金,半球內(nèi)徑 為Φ959?960mm,壁厚為0.9,^"mm。以下為整體精密成形的具體過程:
[0032] 步驟(一)、用氧-乙炔噴槍加熱芯模,加熱旋壓芯模到100?200°C ;
[0033] 參見圖1所示,步驟(二)、將2219鋁合金退火態(tài)的圓板2用尾頂3頂緊在旋壓芯 模1上;圓板2的厚度為20mm,旋壓芯模1的型面為半球形+直線段,直徑為Φ 954mm,內(nèi)部 為空心且小端帶有Φ 150mm的平底。
[0034] 參見圖2所示,步驟(三)、加熱鋁合金圓板2至300°C,開始按照設定程序進行旋 壓,轉(zhuǎn)速為30r/min,芯模1和板坯上都涂抹此3 2潤滑,旋壓第一道次是從尾頂3邊緣處強 旋,旋至球面半錐角45°時強旋結(jié)束,再經(jīng)6?8道次普旋至板坯完全貼模,道次減薄率: 30 %,其中在旋壓距口部30mm時,可設置旋輪提前旋出,使口部形成一段法蘭翻邊,強旋時 旋輪進給比:f = 1,普旋時旋輪進給比:f = 4。
[0035] 參見圖3所示,步驟(四)、在最后一道次時停止加熱,利用工件的余熱和變形熱 完成最后一道次的旋壓。旋壓結(jié)束后,退出尾頂3,卸下旋壓工件4。成形后的半球內(nèi)型面 與理論型面樣板單邊間隙小于0. 3mm,壁厚差小于0. 3mm。按照要求進行熱處理,然后對旋 壓工件4進行機械加工成內(nèi)徑為Φ96〇πιπι,壁厚為0.9 % mm的大直徑超薄壁貯箱半球殼 體。
[0036] 在上述大直徑超薄壁鋁合金貯箱半球殼體整體精密成形方法中,本發(fā)明與現(xiàn)有技 術相比具有如下有益效果:
[0037] (1)、本發(fā)明采用圓板毛坯直接精密數(shù)控旋壓成形鋁合金半球殼體,無需預成形及 中間熱處理等輔助工序;通過工藝設計及精確控制,采用熱強旋+熱普旋的組合工藝,只需 使用一套旋壓模,一次裝夾,在一個數(shù)控程序內(nèi)即可實現(xiàn)鋁合金半球殼體的精密成形,從而 縮短工藝流程,提高生產(chǎn)效率,并可大幅提高成形精度,成形后的半球內(nèi)型面與理論型面樣 板單邊間隙小于0. 3_,壁厚差小于0. 3_。
[0038] (2)、本發(fā)明實現(xiàn)了貯箱半球殼體的整體成形,避免了縱向焊縫,提高了產(chǎn)品可靠 性,并解決了由鋁合金圓板一次旋壓成形大直徑貯箱半球殼體過程中的變形抗力大、回彈 大不易貼胎等技術難題。
[0039] (3)、本發(fā)明在旋壓最后一道次時停止加熱,利用工件的余熱和變形熱完成最后一 道次的旋壓,可節(jié)約能源,旋壓結(jié)束后,工件溫度在200?250°C,工件可較容易脫模,提高 了工件裝卸效率,待溫度冷卻到室溫后,內(nèi)型面完全能滿足加工尺寸要求。
[0040] (4)、本發(fā)明在旋壓最后一道次時,在旋壓距口部30mm時,設置旋輪提前旋出,使 口部形成一段法蘭翻邊,有利于后續(xù)機加工車削工藝定位臺階,為后續(xù)機加工提供高質(zhì)量 的保證。
[0041] (5)、本發(fā)明工藝簡單,易于實現(xiàn),具有較強的實用性。
【主權項】
1. 一種鋁合金貯箱半球殼體成形方法,其特征在于,包括, 步驟1,加熱芯模(1),將所述芯模(1)加熱至溫度100至200°C ; 步驟2,將鋁合金圓板(2)用尾頂(3)頂緊到所屬芯模(1)上; 步驟3,旋壓所述鋁合金圓板(2)至預設形狀;旋壓過程中第一道次從尾頂邊緣處強 旋,旋至球面半錐角45°時強旋結(jié)束,再經(jīng)6?8道次普旋至板坯完全貼模; 步驟4,卸下成形的鋁合金旋壓件(4); 步驟5,將所述鋁合金旋壓件(4)進行機械加工成為鋁合金貯箱半球殼體。
2. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金貯箱半球殼體成形方法,其特征在于, 還包括:步驟41,將步驟4得到的鋁合金旋壓件(4)進行熱處理,然后再進行機械加 工。
3. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金貯箱半球殼體成形方法,其特征在于, 所述芯模(1)為空心的并帶有Φ100?150mm平底小端的模具。
4. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金貯箱半球殼體成形方法,所述步驟3中,旋壓過程中旋 輪R角為20至30_。
5. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金貯箱半球殼體成形方法,其特征在于, 所述步驟3中,在旋壓過程中的最后一道次時停止加熱,利用工件的余熱和變形熱完 成最后一道次的旋壓。
6. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金貯箱半球殼體成形方法,其特征在于, 旋壓過程中的加熱溫度為280?350°C。
7. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金貯箱半球殼體成形方法,其特征在于, 所述步驟3中,旋壓過程中最后一道次時,設置旋輪提前旋出,使口部形成一段法蘭翻 邊。
8. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金貯箱半球殼體成形方法,其特征在于,所述步驟3中, 旋壓過程中芯模(1)轉(zhuǎn)速為20?50r/min。
9. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金貯箱半球殼體成形方法,其特征在于,所述步驟3中, 旋壓過程中強旋時旋輪進給比:f = 1至2,普旋時旋輪進給比:f = 2至4。
10. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金貯箱半球殼體成形方法,所述步驟3中,旋壓過程中 道次變薄率為30 %?45 %。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鋁合金貯箱半球殼體成形方法,包括,步驟1,加熱芯模,將芯模加熱至溫度100至200℃;步驟2,將鋁合金圓板用尾頂頂緊到所屬芯模上;步驟3,旋壓鋁合金圓板至預設形狀;旋壓過程中第一道次從尾頂邊緣處強旋,旋至球面半錐角45°時強旋結(jié)束,再經(jīng)6~8道次普旋至板坯完全貼模;步驟4,卸下成形的鋁合金旋壓件;步驟5,將鋁合金旋壓件機械加工成為鋁合金貯箱半球殼體。本發(fā)明無需預成形及中間熱處理等輔助工序;通過工藝設計及精確控制,采用熱強旋及熱普旋的組合工藝,只使用一套旋壓模,一次裝夾,在一個數(shù)控程序內(nèi)即可實現(xiàn)鋁合金半球殼體的精密成形,從而縮短工藝流程,提高生產(chǎn)效率,并可大幅提高成形精度。
【IPC分類】B21D37-16, B21D22-16
【公開號】CN104607519
【申請?zhí)枴緾N201410714271
【發(fā)明人】陰中煒, 張行健, 張緒虎, 趙磊, 高鵬, 微石, 任秀峰, 張德智
【申請人】航天材料及工藝研究所, 中國運載火箭技術研究院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月28日...