[发明专利]喇叭口形铝合金管类零件的制造方法

说明书

本发明提出一种“喇叭口”形铝合金管类零件的制造方法，属于航空飞机钣金零件加工技术领域。本发明通过全新设计一套旋压模用于旋压成形、一套型胎用于手工成形，并将单一的扩口成形或者拉深成形的工艺流程优化为“旋压成形—手工成形”，从而实现“喇叭口”形铝合金管类零件的准确制造。与制造成本较高、生产过程难以控制的拉深成形、扩口成形相比，“旋压成形—手工成形”所使用的旋压模和型胎均结构简单、制造成本低，且生产过程中对操作者的技能水平要求较低。此外，旋压成形中板料流动均匀，避免了厚度变化不均导致管壁内径不符合设计图样的问题，从而提高了零件的加工质量、降低了废品率。

技术领域

本发明属于航空飞机钣金零件加工技术领域，涉及一种“喇叭口”形铝合金管类零件的制造方法。

背景技术

军机科研型号项目中，飞机燃油系统存在一种特殊结构导管，用于油箱供油系统安装。与传统导管不同，该类导管典型特点为直线段与“喇叭口”形管端耦合而成。导管尺寸较小，零件全长60mm，直线段内径为φ30mm，“喇叭口”尺寸为φ60mm，“喇叭口”凸缘中心法线与直线段法线不在同一直线上，存在一定程度偏移。对于该类导管，直线端需要与其他导管连接，故设计图样要求成形后需保证管壁内径尺寸φ30mm，否则导管与其他管连接时内部出现厚度阶差，在高压液体长期作用下易出现管壁破裂。该类零件加工方法有导管扩口加工、板料拉深成形等。其中对于导管扩口加工，需要采用内径φ30mm的导管进行扩口，由于“喇叭口”形管端翻出的凸缘尺寸较大，扩口变形量较大，导致“喇叭口”出现厚度过度变薄甚至破裂损坏，无法满足设计图样规定的尺寸要求。对于拉深成形，则需靠材料的收缩流动形成“草帽”形结构，然后去除底壁后获得最终零件。由于“喇叭口”管端法线与直线段法线不在同一条直线上，在保证直线段与冲压设备保持竖直的前提下，拉深过程中材料进入凹模的时间不同，成形过程难以控制，易出现直线段管壁厚度不均，从而导致与相邻导管安装后无法保证内径尺寸一致，故零件报废率较高。此外，拉深成形对工装设计和制造要求较高，凸、凹模间隙难以准确控制，一定程度也影响拉深成形的效果。上述原因造成该类“喇叭口”形铝合金管类零件生产存在较大困难。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种“喇叭口”形铝合金管类零件的制造方法，所述的制造方法通过全新设计一套旋压模用于旋压成形、一套型胎用于手工成形，并将单一的扩口成形或者拉深成形的工艺流程优化为“旋压成形—手工成形”，从而实现“喇叭口”形铝合金管类零件的准确制造。本发明所使用的旋压模和型胎，可以实现“喇叭口”形铝合金管类零件的制造，并能提高零件加工质量和降低废品率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种“喇叭口”形铝合金管类零件的制造方法，包括数铣下料、旋压成形和手工成形三个工序。

第一道工序：数铣下料。

数铣下料所用的介质为二维展开数据集。本发明中旋压成形是一种旋转运动，实质靠周边材料向中心流动形成凸起，故所需毛料应为圆形，且外廓尺寸为“喇叭口”形展开尺寸，周边适当增加余量即可。

第二道工序：旋压成形。

由于零件“喇叭口”管端法线与直线段法线不在同一条直线上，属于非规则结构，旋压成形无法直接成形出此结构。本发明中，设计一旋压工序件，将“喇叭口”管端简化为法线与直线段法线重合的规则翻边，并采用旋压成形的方法成形出此工序件。旋压成形采用的工装为旋压模，其包括胎体A1和顶板2。

所述的旋压模可以实现将板料成形出带规则凸缘的帽形结构，即旋压工序件，用于后续手工成形。其中，胎体A1采用Q235制造，结构按旋压工序件设计，即工作端直径与旋压工序件内径相同，长度比旋压工序件略长，一般增长 10-20mm；夹持端直径选择比工作端直径略大，便于工装在旋压车床三爪卡盘上装夹。顶板2采用夹布胶木制造，直径与胎体A1工作端直径相同；顶板2端头中心位置设计深度6mm、角度60°的锥形孔，用于与旋压尾座顶针配合夹紧旋压工件。

第三道工序：手工成形。