[发明专利]一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法

说明书

本发明提供一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，零件为变壁厚铝合金板材，包括曲母线段和直线段，所述旋压成形方法包括如下步骤：步骤1、准备合适厚度的铝合金板材，根据工艺要求铣加工至设计要求的形状和尺寸，即旋压毛坯；步骤2、退火处理；步骤3、旋压加工，3.1确定旋压的道次数，完成旋压轨迹设计；3.2安装旋压毛坯；3.3以旋压轨迹为基础设计旋压程序，启动旋压程序开始旋压，直至完成该道次的旋压工步；3.4重复步骤3.3，经过多道次旋压后完成旋压成形过程；步骤4、对零件端面车削加工，得到具有变壁厚的铝合金半球形零件。本发明通过上述技术方案大幅降低了原材料投入、模具投入及维护保养等费用，缩短了加工周期，降低了生产成本。

技术领域

本发明属于旋压成形技术领域，特别涉及一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法。

背景技术

曲母线形变壁厚铝合金半球零件是航空航天领域的一种典型零件，目前针对这类产品主要采用锻造和车削加工的方式进行生产。但当产品尺寸较大或产品性能要求较高时，锻造和车削加工则致使材料利用率低，性能无法保证，而且生产效率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，材料利用率高，经过旋压后的金属强度高，加工工序少，生产效率高，更易于产品质量的控制。

本发明采用的技术方案是：一种曲母线形变壁厚铝合金半球零件的旋压成形方法，零件为变壁厚铝合金板材，包括曲母线段和直线段，所述旋压成形方法包括如下步骤：

步骤1、待加工零件根据工艺要求铣加工至设计要求的形状和尺寸，即旋压毛坯，旋压毛坯为变壁厚毛坯，中心部位较薄，边缘部位较厚，中心部位与边缘部位通过圆弧圆滑过渡，壁厚按减薄率60％-70％确定；旋压毛坯直径按体积不变原则确定；

步骤2、退火处理；

步骤3、旋压加工；

步骤3.1、确定旋压的道次数，完成旋压轨迹设计，在旋压轨迹设计时，相邻道次间后一道次在起旋点位于前一道次的终旋点之前，在终旋道次前的旋压道次中采用普通旋压，旋压间隙大于旋压毛坯的厚度；在终旋道次时采用强力旋压，旋压间隙小于旋压毛坯的厚度，终旋道次时旋压间隙按照旋压毛坯的厚度、极限减薄率和零件最终厚度确定；

步骤3.2、安装旋压毛坯；

步骤3.3、以旋压轨迹为基础设计旋压程序，启动旋压程序开始旋压，直至完成首道次的旋压加工过程；

步骤3.4、重复步骤3.3，经过多道次旋压后完成旋压成形加工过程；

步骤4、对零件端面车削加工，得到具有变壁厚的铝合金半球形零件。

进一步优化，在如上所述的成形方法的步骤1中，旋压毛坯与旋压芯模相接触一面的中心部位为与旋压芯模球头部位相契合的圆弧状凹陷。

进一步优化，在如上所述的成形方法的步骤3.1中，根据旋压毛坯壁厚和极限减薄率，零件的最终厚度确定旋压道次数；并设置转速和进给速率。

进一步优化，在如上所述的成形方法的步骤3.4中，在旋压较薄部位的道次中，采用常温旋压，在旋压较厚部位的道次中，采用加热旋压。

进一步优化，在如上所述的成形方法的步骤3.4中，在加热旋压前，取下零件后在零件内型面中心涂抹耐高温润滑剂二硫化钼。

本发明的有益效果是：本发明提出的方法通过设计特殊尺寸和形状的旋压毛坯，结合普通旋压和强力旋压，并在旋压过程中辅以加热旋压，以及热处理和车削加工等步骤对旋压毛坯加工，整体成形出曲母线形变壁厚铝合金半球零件。

本发明成形产品互换性强，可用于多种类似结构的曲母线形变壁厚零件旋压成形，通过本工艺可使零件一体成形，综合性能良好，材料利用率高。

附图说明