[发明专利]一种半球形构件的成形模具及多道次成形方法有效

专利信息
申请号: 201910902706.X 申请日: 2019-09-23
公开(公告)号: CN110479843B 公开(公告)日: 2020-10-02
发明(设计)人: 徐柄桐;秦中环;李保永;王志敏;李信;陈海明;刘伟;刘奇 申请(专利权)人: 北京航星机器制造有限公司
主分类号: B21D22/22 分类号: B21D22/22;B21D37/10
代理公司: 北京天达知识产权代理事务所(普通合伙) 11386 代理人: 丛洪杰
地址: 100013 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 半球形 构件 成形 模具 多道 方法
【说明书】:

发明公开了一种半球形构件的成形模具及多道次成形方法,属于半球体成形技术领域,解决了现有技术中大高径比半球形构件拉深成形起皱、开裂,拉深成形工艺参数控制困难,壁厚均匀性较差的问题。本发明成形模具包括凹模、凸模、压边圈和定位板;凹模和凸模用于成形半球形构件;压边圈设置在凹模和凸模之间,压边圈与凹模配合压紧坯料,防止坯料在成形过程中出现褶皱;压边圈设置有定位板,定位板用于对上模和下模进行定位。本发明成形模具及成形方法适用于大高径比半球形构件的成形。

技术领域

本发明属于半球体成形技术领域,特别涉及一种半球形构件的成形模具及多道次成形方法。

背景技术

半球形构件在航天运载火箭推进系统、卫星罩体、压力容器封头等产品中应用广泛,根据半球体所处工作环境的不同,其材质主要分为钛合金、铝合金、合金钢和不锈钢,由于其多应用于极端环境,对抗压能力、可靠性、安全性和使用寿命等有较高要求,因此其质量控制尤为重要。

半球体成形工艺主要为旋压成形及冷/热拉深成形。旋压成形工艺参数控制复杂,制造难度大、装调精度低、生产成本高。旋压后工件残余应力较大,叠加机加应力后,易造成工件变形,影响使用性能。拉深成形中,坯料直径减小,球体逐渐成形,更适用于批量生产。但在实际生产中,常出现起皱和开裂缺陷,严重影响产品质量和生产效率。特别对于大高径比钛合金、铝合金等难变形材料,拉深成形工艺参数控制困难,壁厚均匀性较差,产品表面质量差,形状精度难以保证。因此,开发半球构件高质量高效率拉深成形方法,对满足航空航天大尺寸高性能构件的使用要求,消除起皱破裂缺陷,促进高效生产具有重要意义。

发明内容

鉴于以上分析,本发明旨在提供一种半球形构件的成形模具及多道次成形方法,用以解决现有技术中大高径比半球形构件拉深成形起皱、开裂,拉深成形工艺参数控制困难,壁厚均匀性较差,产品表面质量差,形状精度难以保证等问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:

一方面,本发明公开了一种半球形构件的成形模具,包括凹模、凸模、压边圈和定位板;

凹模和凸模用于成形半球形构件;

压边圈设置在凹模和凸模之间,压边圈与凹模配合压紧坯料,防止坯料在成形过程中出现褶皱;

压边圈设置有定位板,定位板用于对上模和下模进行定位。

进一步的,还包括用于增加顶出半径的转接板;

转接板底部与成形机下平台顶缸的第一顶杆连接,转接板上表面设置第二顶杆,第二顶杆用于将压边圈顶出及施加压边力。

进一步的,凸模包括底板和腔体,转接板设置在腔体内,底板上设置有用于第二顶杆穿过的底板通孔。

另一方面,本发明还公开了一种半球形构件的多道次成形方法,采用上述半球形构件成形模具,包括以下步骤:

S1.确定坯料尺寸;

S2.分别将凹模、凸模固定于成形机上平台和下平台上;

S3.放置坯料,进行冷成形第一道次得到预成形件;

S4.对预成形件进行强脉冲电流辅助组织调控;

S5.确定冷成形道次数,重复步骤S3、S4完成冷成形道次数,脱模取出预成形件;

S6.对预成形件进行热校形,得到半球形构件。

进一步的,步骤S1具体包括:

根据半球形构件尺寸和形状,选择坯料;

进行冷成形数值模拟,确定坯料净尺寸,增加成形余量确定最终坯料尺寸。

进一步的,步骤S2包括:

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