[发明专利]一种封闭异形气动构件高温推胀复合成形方法

说明书

技术领域

本发明属于精密钣金加工领域，涉及一种封闭异形气动构件高温推胀复合成形方法，它适用于成形尺寸精度、型面精度以及表面质量要求较高的铝合金封闭异形气动构件。

背景技术

铝合金因具有优异的使用性能，在航空航天、轨道交通、武器装备等领域应用十分广泛。在航空航天领域，铝合金封闭异形气动构件类零部件产品的整体化、轻量化程度越来越高，制造精度要求也越来越高。在管材成形领域，铝合金封闭异形气动构件常用制造方法主要有冷成形和铸造成形两种。由于铝合金延伸率不高、回弹较大，冷成形制备的铝合金封闭异形气动构件容易开裂，产生较大回弹，尺寸精度和型面精度难以保证。铸造成形壁厚较厚，内型面难以进行加工，表面质量不高，减重效果较差。

发明内容

本发明的技术解决问题：提供一种封闭异形气动构件高温推胀复合成形方法，它能克服现有技术加工的零件外形精度控制困难、表面质量差等缺点，能有效地保证铝合金封闭异形气动构件的精密成形，成形出的铝合金封闭异形气动构件零件质量稳定，整体性好，减重效果明显，尺寸精度、型面精度以及表面质量较高，并且成形周期较短，加工成本较低。

本发明要解决的技术问题通过以下方案实现：一种封闭异形气动构件高温推胀复合成形方法，步骤如下：

(1)根据铝合金封闭异形气动构件尺寸，选择成形所需铝合金原料管材，所选取的铝合金原料管材直径小于铝合金封闭异形气动构件最小直径，即左气道和右气道的直径，所选取的铝合金原料管材壁厚大于成形后的铝合金封闭异形气动构件要求的最小壁厚；

(2)根据需要成形的铝合金封闭异形气动构件尺寸，制作超塑成形所需模具，然后对超塑成形所需模具的型腔按照铝合金封闭异形气动构件尺寸进行适当放大加工；制作完成后的超塑成形模具在左气道和右气道的位置有能够进给左、右顶杆的入口；

(3)根据铝合金封闭异形气动构件的左气道和右气道的形状，进行铝合金管材预弯，将预弯后的铝合金管材应放入步骤(2)制作的模具型腔内；

(4)对步骤(2)制作的超塑成形模具进行加热，到达超塑成形温度后，将步骤(3)预弯后的铝合金管材放入超塑成形模具内，左、右顶杆进给至超塑成形模具在左气道和右气道的入口，左、右顶杆与铝合金管材形成密闭腔，右顶杆上设有通气孔，通过右顶杆上的通气孔，连通密闭腔与外界的气源，按照设定的随时间变化的压力向铝合金管材通氩气加压成形，同时左、右顶杆向缓冲气体的密封腔方向运动，即将左气道和右气道向缓冲气体的密封腔进行补料，完成超塑成形；

(5)对步骤(4)完成超塑成形的铝合金封闭异形气动构件采用机械加工方式去除余量，然后采用碱洗、酸洗进行表面清洁。

步骤(1)所述的铝合金原料管材为型号为5083或5A06变形铝合金管材。

步骤(2)所述对超塑成形所需模具按照铝合金封闭异形气动构件尺寸进行适当放大加工的超塑模具尺寸放大量为3‰～7‰。

步骤(3)所述的预弯后的铝合金管材放入步骤(2)所制作的模具型腔后，铝合金管材与模具型腔间隙为0.1～5mm。

步骤(3)根据铝合金封闭异形气动构件的左气道和右气道的形状，采用数控弯管进行铝合金管材预弯。

步骤(4)所述的超塑成形温度为420～520℃，左右顶杆进给速度为0.1～5mm/s，外界的气源为氩气，氩气压力为0.1～3MPa。

所述超塑成形所需模具的材质为45号钢或304不锈钢。

本发明相对于现有技术的有益效果：

(1)本发明所成形的铝合金封闭异形气动构件，整体性好，零件尺寸精度、型面精度以及表面质量较高；

(2)本发明采用超塑成形可以有效控制壁厚局部减薄，起到明显减重效果；

(3)本发明采用超塑成形可以实现零件的近净成形，能有效减少后续加工量，提高效率，降低成本；另外，可有效避免回弹、开裂等缺陷的产生。

附图说明

图1为铝合金封闭异形气动构件示意图；

图2为原材料铝管材示意图；

图3为铝管材预弯后示意图；

图4为铝合金封闭异形气动构件超塑成形模具示意图；

图5为铝合金封闭异形气动构件超塑成形后示意图。

具体实施方式