[发明专利]大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法

说明书

本发明涉及一种大型薄壁Y形环件轧制‑旋压复合成形方法，包括以下步骤：S1、将环形毛坯置于轧制‑旋压复合成形装置内，所述环形顶板与约束模同轴安装，环形挡板安装在芯辊上，旋轮侧面与环形毛坯上端面紧密接触；S2、约束模绕自身轴旋转并带动环形毛坯、旋轮和芯辊分别绕各自轴旋转，芯辊沿环形毛坯径向进给，同时旋轮做进给运动，在芯辊、旋轮和约束模的共同作用下，环形毛坯发生连续局部塑性变形；S3、成形结束时，约束模停止转动，旋轮和芯辊脱离环件，环形顶板向上运动将成形的目标薄壁Y形环件从约束模中顶出。本发明通过轧制和多道次旋压成形大型薄壁Y形环件，具有显著的节能节材、降低生产成本、提高生产率、减小成形力的效果。

技术领域

本发明涉及异形环件的精密轧制成形方法，更具体地说，涉及一种大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法。

背景技术

大型薄壁Y形环件作为飞机等装备上典型的核心承载构件，对其制造精度和工作性能提出了极高的要求。目前，这类形状复杂的薄壁Y形环件主要有两种制造方法。

其一为车削方法，即对矩形截面环形毛坯进行车削加工，从而加工出目标薄壁Y形环件。但是，车削方法存在材料利用率低、零件回弹变形大、金属流线不连续等问题，使薄壁Y形环件的成形精度和力学性能大大降低。

其二为焊接方法，即先将Y形环件的腹部和斜筋分开制造，再将其焊接于一体。但是，焊接成形的零件性能差、制造成本高，难以满足轻量化高端装备的高性能要求。塑性成形工艺具有显著节能节材、加工效率高、成形性能好等优势，成为整体制造国际高端装备的主要发展趋势。由于零件直径大且外形极端，采用传统的锻造方法很难成形出这类大型薄壁Y形环件，迫切需要找到一种有效的塑性成形方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法，包括以下步骤：

S1、将环形毛坯置于轧制-旋压复合成形装置内，所述轧制-旋压复合成形装置包括环形顶板、约束模、芯辊、环形挡板和旋轮，所述环形顶板与约束模同轴安装，环形顶板位于约束模内侧并且位于环形毛坯下方，环形毛坯水平放在约束模的内锥面上，芯辊内切于环形毛坯的内圆，环形挡板安装在芯辊上，旋轮侧面与环形毛坯上端面紧密接触；

S2、约束模绕自身轴旋转并带动环形毛坯、旋轮和芯辊分别绕各自轴旋转，芯辊沿环形毛坯径向进给，同时旋轮做进给运动，在芯辊、旋轮和约束模的共同作用下，环形毛坯发生连续局部塑性变形，变形分为三个阶段：

a、变形第一阶段：约束模绕自身轴做旋转运动，芯辊沿环形毛坯径向做进给运动，同时旋轮沿环形毛坯轴向做进给运动；当芯辊和与约束模内表面的间隙等于目标薄壁Y形环件的侧壁厚度时，旋轮和芯辊都停止进给；通过对环形毛坯同时进行径向轧制和轴向旋压，环形毛坯产生轴向延伸塑性变形，同时环形毛坯外壁产生轴向压缩、径向延伸塑性变形，从而成形出目标薄壁Y形环件的下半部分，并在环形毛坯的中部挤出斜凸台；

b、变形第二阶段：约束模绕自身轴做旋转运动，芯辊停止进给运动，旋轮沿平行于约束模斜面方向做多道次进给运动，其进给速度保持不变；通过对变形第一阶段形成的斜凸台进行多道次旋压成形，成形出目标薄壁Y形环件的薄壁斜筋；

c、变形第三阶段：约束模绕自身轴做旋转运动，芯辊停止进给运动，旋轮先运动到斜筋与环件侧壁的过渡处，再竖直向上做多道次进给运动；通过对环形毛坯的上侧壁进行多道次轴向旋压成形，成形出目标薄壁Y形环件上半部分；

S3、成形结束时，约束模停止转动，旋轮和芯辊脱离环件，环形顶板向上运动将成形的目标薄壁Y形环件从约束模中顶出。