[发明专利]一种大型薄壁异型曲面构件制造方法

权利要求书

1.一种大型薄壁异型曲面构件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、下料：将金属毛坯板材加工为旋压所需大小及厚度的圆形板坯；

S2、固溶处理：对加工后的金属板坯进行固溶处理；

S3、冷旋：在卧式数控旋压机上，按设置好的旋压轨迹，将金属板坯旋压至所要求的球底零件；

S4、切割：切割去除球底零件大端旋压余量；

S5、时效处理：对球底零件进行时效处理；

S6、机加：车削加工球底零件大端。

2.根据权利要求1所述的大型薄壁异型曲面构件制造方法，其特征在于，所述S1下料步骤中，采用龙门数控铣床将金属方形毛坯板材加工为后续工序冷旋压所需大小及厚度的板坯，将金属方形板材固定于机床工作台上，加工位于板材中心的安装定位孔及吊装孔，并铣削去除板材多余材料至所需大小及厚度。

3.根据权利要求1所述的大型薄壁异型曲面构件制造方法，其特征在于，所述金属毛坯板材的材质为铝合金、铜合金或者铁基合金。

4.根据权利要求1所述的大型薄壁异型曲面构件制造方法，其特征在于，所述S2固溶处理步骤中，将加工后的板坯在工业固溶淬火炉中进行固溶处理，板坯置于淬火炉放料框内并进行固定，设定固溶温度为538±5℃，板坯入炉前先将炉温预热至该设定温度，并在达到设定温度后保温1～2h，使炉内温度充分均匀，待保温完成后快速打开炉门将载有板坯的放料框置于淬火炉内进行加热，当炉内温度重新达到538±5℃后进行保温，保温时间设定为2h；

保温结束后，迅速将载有板坯的放料框转移至冷却水池中进行冷却，冷却水温为40±5℃，冷却时间为15min，且在冷却过程中，放料框在淬火炉送料机构的作用下做上下运动，使板坯冷却均匀。

5.根据权利要求1所述的大型薄壁异型曲面构件制造方法，其特征在于，所述S3冷旋步骤中，将固溶处理后的板坯安装于大型卧式数控双轮旋压机上，通过压盘(4)、螺钉将板坯固定于芯模(1)上，并由旋压机尾顶(5)顶紧，按拟成形的球底零件(3)的外形及尺寸设置旋压轨迹，并编写与之对应的数控程序，所述芯模(1)、旋轮(2)的结构、尺寸同样根据拟成形球底零件(3)的外形及尺寸进行设计并制造；

启动旋压机，执行编写的数控程序，所述芯模(1)带动板坯进行顺时针旋转，转速为30～120r/min，两个旋轮(2)沿芯模(1)中心对称分布，当所述旋轮(2)接触到板坯时，板坯带动旋轮(2)进行顺时旋转；期间，所述旋轮(2)由板坯中心向板坯边缘按设置好的旋压轨迹做水平进给运动，进给速度为10～50mm/min，板坯由内到外逐步发生局部塑性变形至贴紧所述芯模(1)，旋压过程中保证板坯稳定且无倾斜。

6.根据权利要求1或5所述的大型薄壁异型曲面构件制造方法，其特征在于，S3步骤中，所述旋压轨迹为正圆或椭圆；若零件母线为正圆，则直接按圆弧半径设置旋压轨迹；若零件母线为椭圆，则沿垂直方向将零件椭圆母线均分为n段，分别测算各段起末点的半锥角及旋压间隙，在每段内采用圆弧近似逼近正弦率轨迹，以此来设置旋压轨迹，n取5～15。

7.根据权利要求1所述的大型薄壁异型曲面构件制造方法，其特征在于，S1步骤中，所述板坯壁厚为10～30mm，直径为2000～4000mm；所述S3步骤中，得到的球底零件外径为1500～3500mm，壁厚为10～30mm。

8.根据权利要求1至6任一所述的大型薄壁异型曲面构件制造方法，其特征在于，所述S4切割步骤中，采用等离子切割去除旋压后球底零件大端旋压余量，沿球底零件外表面所做标记进行切割。