[發明專利]鋁合金薄壁回轉體旋壓加工方法

有效

• 申請號: 201610051040.8
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105537449B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 陳振;蔣幫宏;張軍;劉虎
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天江北機械工程有限公司
• 主分類號: B21D51/54
• 分類號: B21D51/54;B21D22/16;B21D51/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 胡鎮西,張繼巍

技術領域

本發明涉及薄壁回轉體的塑性加工技術領域，具體涉及一種鋁合金薄壁回轉體旋壓加工方法。

背景技術

導彈戰斗部裝藥體殼體的結構為薄壁回轉體，材料為超高強度鋼或防銹鋁合金，隨著戰術要求的擴展，制造材料越多向鋁合金轉變，鋁合金密度小，能減小裝藥體殼體比重，增加彈藥比重，提高武器威力；外形也從直線型向曲線型轉變，可以減小空氣阻力，精確致導。但是，目前還沒有高效、低成本的加工鋁合金殼體的工藝方法。傳統的兩種方法為機加法和沖壓焊接法。機加法是先按產品尺寸鍛造有工藝余量的鍛件，再使用鏜、車將鍛件機加成所需的薄壁回轉體，工藝方法雖簡單，但需去除大量材料，材料利用率極低。不僅如此，其加工周期長，生產成本也高。沖壓焊接法是使用等壁厚鋁板，先將鋁板沖壓成半圓弧形，再將兩塊對稱的半圓組焊成筒體，加工方法簡單。材料利用率比機加法得到大幅提升，只需要合格的鋁板即可。但是這種工藝生產出的回轉體的圓度差，產品表觀質量和強度差。

發明內容

本發明的目的就是要針對傳統加工方法的不足，提供一種低成本、高效的鋁合金薄壁回轉體的加工方法。

為實現上述目的，本發明所設計的鋁合金薄壁回轉體旋壓加工方法，所述旋壓加工方法包括如下步驟：

1)假設所需制造的產品鋁合金薄壁回轉體大端直徑為Φ₁、小端直徑為Φ₂、壁厚為δ₁、母線長L；根據所需制造的產品鋁合金薄壁回轉體的尺寸車加工出尺寸為Φ₃×Φ₄×δ₂的鋁合金旋壓坯料，δ₂為鋁合金旋壓坯料的厚度、Φ₃為鋁合金旋壓坯料的外圓直徑、Φ₄為鋁合金旋壓坯料的內孔直徑；其中：δ₂＝(δ₁+Δ)/sinθ、Φ₃≥2L*δ₁/δ₂+Φ₂、Φ₄<Φ₂，Δ為鋁合金旋壓坯料普通旋壓時壁厚減薄量、θ為鋁合金旋壓坯料剪切旋壓半錐角；

2)將步驟1)中鋁合金旋壓坯料安裝在剪切旋壓芯模上，采用雙旋輪旋壓機將鋁合金旋壓坯料剪切旋壓成一次錐形筒，其中，一次錐形筒的壁厚為δ₂*sinθ、高度(Φ₃-Φ₂)/(2·sinθ)；

3)對步驟2)中的一次錐形筒進行去應力退火后，將一次錐形筒大端的翻邊處切割得到二次錐形筒；

4)將步驟3)中二次錐形筒安裝到普通旋壓芯模上，采用雙旋輪旋壓機普通旋壓成壁厚、型面與步驟1)中產品相同的預鋁合金薄壁回轉體，且壁厚為δ₁；

5)對步驟4)中預鋁合金薄壁回轉體進行去應力退火、表面拋光處理后，將預鋁合金薄壁回轉體兩端的工藝余量切割，得到所需的鋁合金薄壁回轉體。

進一步地，所述步驟2)中鋁合金旋壓坯料剪切旋壓極限半錐角為α，當θ>α時，采用一次剪切旋壓成型，當θ<α時，采用兩次剪切旋壓成型。

進一步地，所述步驟1)中Δ取值為0.5～0.8，θ取值為20°～45°。

進一步地，所述步驟2)剪切旋壓過程中首先將剪切旋壓芯模的溫度加熱到250℃±10℃，鋁合金旋壓坯料在剪切旋壓前溫度加熱到300℃±10℃。

進一步地，所述步驟2)中雙旋輪旋壓機主軸轉速75～85r/min，進給率為0.5～1.0mm/r。

進一步地，所述步驟3)中一次錐形筒退火溫度為310℃±5℃，保溫時間40min～60min后空冷。

進一步地，所述步驟4)普通旋壓過程中首先將普通旋壓芯模的溫度加熱到250℃±10℃，二次錐形筒在普通旋壓前溫度加熱到300℃±10℃。

進一步地，所述步驟4)采用雙旋輪旋壓機的旋輪圓角半徑R≥δ₂，普通旋壓主軸轉速75～85r/min，進給率為0.5～1.0mm/r。

進一步地，所述步驟3)中使用等離子切割切除一次錐形筒大端的翻邊，所述步驟5)中使用等離子切割切除預鋁合金薄壁回轉體兩端的工藝余量。

進一步地，所述步驟5)中預鋁合金薄壁回轉體退火溫度310℃±5℃，保溫時間40min～60min后空冷。