[发明专利]大型高模数椭球型面铝合金贮箱半球壳体的成形方法

权利要求书

1.一种大型高模数薄壁椭球型面铝合金贮箱半球壳体成形方法，其特征在于该方法的步骤包括：

(1)制备旋压模具；

所述的旋压模具包括下面的空心圆柱和上面的空心椭球；空心椭球的顶端为平面，定义圆柱的底端为大端面，顶端平面为小端面；

(2)制备铝合金圆板；

(3)首先利用旋压设备的尾顶将步骤(2)中准备的铝合金圆板固定到步骤(1)制作的旋压模具上，然后对旋压模具和铝合金圆板进行加热；

(4)将步骤(3)中的铝合金圆板旋压至预设形状；

(5)热处理，从旋压模具上卸下通过步骤(4)成形的铝合金旋压件，然后对铝合金旋压件进行热处理，然后进行机械加工，得到椭球型面铝合金贮箱半球壳体。

2.根据权利要求1所述的一种大型高模数薄壁椭球型面铝合金贮箱半球壳体成形方法，其特征在于：以该半球壳体的中心作为原点建立坐标系，该半球壳体在XZ方向的半径相等，该半球壳体在XY、YZ方向的半径不相等，且X、Z方向为椭球型面的长轴方向、Y方向为椭球型面的短轴方向，X、Z方向椭球型面的最大直径为椭球长轴、Y方向椭球型面的最大直径为椭球短轴，椭球型面的模数不小于2。

3.根据权利要求1所述的一种大型高模数薄壁椭球型面铝合金贮箱半球壳体成形方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，所述的旋压模具中空心圆柱的底端带有垭口，该垭口用于与旋压设备进行连接，所述的旋压模具中空心椭球的底端外径与圆柱的外径一致，空心椭球的底端内径与圆柱的内径一致，空心椭球的壁厚与圆柱的壁厚一致；空心椭球的外型面与待成形半球壳体毛坯的内型面一致；

所述的步骤(1)中，空心椭球顶端的平面直径为Φ200～250mm；空心椭球的长轴方向、短轴方向的最大直径均比待成形半球壳体相对应的最大直径小4～10mm；所述的旋压模具的内表面带有加强筋；

所述的步骤(2)中，制备铝合金圆板的方法为：从规格为2000mm×2000mm的方形铝板上切取直径为Φ1400～1600mm的铝合金圆板。

4.根据权利要求1所述的一种大型高模数薄壁椭球型面铝合金贮箱半球壳体成形方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，利用旋压设备的尾顶将铝合金圆板固定到旋压模具上时使铝合金圆板的圆心与旋压模具的顶端平面的中心重合，且铝合金圆板与旋压模具的顶端平面紧密贴合；旋压模具的加热温度为80～150℃，铝合金圆板的加热温度为180～230℃。

5.根据权利要求1所述的一种大型高模数薄壁椭球型面铝合金贮箱半球壳体成形方法，其特征在于：所述的步骤(4)中，将铝合金圆板旋压至预设形状的过程为：旋压过程中先从尾顶边缘处即小端面的边缘进行第一阶段普通旋压，使铝合金圆板沿旋压模具大端面方向具有设定的压窝量，经2～3道次普通旋压旋至铝合金圆板与旋压模具轴线夹角α呈70～80°时第一阶段普通旋压结束，然后进行强力旋压，强力旋压后再进行第二阶段普通旋压，循环强力旋压和第二阶段普通旋压6～8道次至铝合金圆板与旋压模具完全贴合。

6.根据权利要求5所述的一种大型高模数薄壁椭球型面铝合金贮箱半球壳体成形方法，其特征在于：在旋压过程中，当铝合金圆板旋至与待成形椭球型面半球壳体长轴的法向高度为50～150mm区域时调整旋压模具和铝合金圆板之间的间隙，使该间隙为12～15mm。

7.根据权利要求5所述的一种大型高模数薄壁椭球型面铝合金贮箱半球壳体成形方法，其特征在于：旋压过程中，全旋程的加热温度为300～370℃；旋压模具转速为30～60r/min；普通旋压时旋轮进给比f＝2.1～3.6，强力旋压时旋轮进给比f＝1.3～1.8，旋压时单道次减薄率为10％～15％；旋轮圆角半径R为16～20mm。

8.根据权利要求5所述的一种大型高模数薄壁椭球型面铝合金贮箱半球壳体成形方法，其特征在于：最后1道次旋压过程中，当旋至构件型面距椭球长轴法向高度150～180mm区域时停止加热，利用构件的余热和变形热完成构件剩余部分的旋压；在最后1道次旋压结束前，设置旋轮提前旋出，使构件口部形成一段法兰翻边。