[發(fā)明專利]一種帶筋薄壁大型鋁合金筒的柔性加工方法

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• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107443023A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 華林;蘭箭;錢東升;鄧加?xùn)|
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮,汪瑋華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于帶筋薄壁大型鋁合金筒加工的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶筋薄壁大型鋁合金筒的柔性加工方法。

背景技術(shù)

帶筋薄壁大型鋁合金筒大量用于各型航天運載工具的結(jié)構(gòu)中，同時航天運載工具的推力不同、設(shè)計要求不同，所使用的帶筋結(jié)構(gòu)和筋之間的間距也不同，這樣在運載工具的大型結(jié)構(gòu)中存在大量規(guī)格不同尺寸各異的帶筋薄壁筒結(jié)構(gòu)。這些帶筋薄壁筒結(jié)構(gòu)的尺寸都接近極限尺寸，比如壁厚在2毫米左右，筋高在50毫米左右，成為運載工具設(shè)計制造中的難題，往往成為制約運載工具總體設(shè)計研制的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)階段的設(shè)計過程一般是根據(jù)使用需求，設(shè)計出不同的筋結(jié)構(gòu)，然后制造出厚壁板，再通過大量機加工去除余料，最終形成帶筋薄壁筒，期間的機加工耗時巨大，同時會因此造成整體結(jié)構(gòu)變形等問題，因此需要投入大量的人力和財力保證帶筋薄壁筒結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述存在的問題，提供一種帶筋薄壁大型鋁合金筒的柔性加工方法，通過將圓柱鋁合金坯料沖孔-環(huán)件軋制-軸向擠壓-分割單元體-焊接集成等工藝過程，可以柔性化批量生產(chǎn)不同直徑的系列化的帶內(nèi)筋或外筋薄壁大型鋁合金筒結(jié)構(gòu)件。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種帶筋薄壁大型鋁合金筒的柔性加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1)從鋁合金鑄錠截取圓柱坯料，先加熱保溫然后鐓粗沖孔得到小孔環(huán)坯；

S2)將小孔環(huán)坯裝上軋環(huán)機，對環(huán)坯進行軋制形成環(huán)件；

S3)對環(huán)件進行平端面、精整內(nèi)外徑、倒圓角的精整處理；

S4)將精整的環(huán)件加熱保溫后，裝入擠壓機模腔，擠壓出帶內(nèi)筋薄壁鋁合金小直徑筒；

S5)切割去除帶內(nèi)筋薄壁鋁合金小直徑筒兩端余料，并順著薄壁筒不帶筋的部位將筒分割，展開形成帶筋薄壁板；

S6)將若干個帶筋薄壁板拼接焊接成為符合尺寸要求的帶內(nèi)筋或外筋薄壁鋁合金大直徑筒。

按上述方案，所述步驟S4)中所述環(huán)件的外徑等于擠壓機模腔的導(dǎo)向段直徑，環(huán)件的內(nèi)徑等于擠壓機模腔的模芯直徑。

按上述方案，所述步驟S4)中所述環(huán)件在裝入擠壓機模腔之前在其表面涂覆潤滑劑。

本發(fā)明的有益效果是：提出一種帶筋薄壁大型鋁合金筒的柔性加工方法，通過不同的擠壓模具擠壓出不同的帶筋薄壁鋁合金小直徑筒，將這些帶筋薄壁鋁合金小直徑筒裁開展成帶筋薄壁鋁合金板，然后將不同帶筋薄壁鋁合金板按照需要拼接焊接在一起，最后卷圓后對接焊接成為指定尺寸的帶內(nèi)筋或外筋薄壁大型鋁合金筒，從而實現(xiàn)帶內(nèi)筋或外筋薄壁大型鋁合金筒軋制擠壓焊接的柔性加工方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實施例的圓柱坯料的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一個實施例的鐓粗沖孔后的小孔環(huán)坯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一個實施例的軋環(huán)機軋制形成的環(huán)件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一個實施例的帶內(nèi)筋薄壁鋁合金小直徑筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一個實施例的帶筋薄壁板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明一個實施例的兩塊帶筋薄壁板拼接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明一個實施例的成形的帶內(nèi)筋薄壁鋁合金大直徑筒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明一個實施例的成形的帶外筋薄壁鋁合金大直徑筒的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1.圓柱坯料，2.小孔環(huán)坯，3.環(huán)件，4.帶內(nèi)筋薄壁鋁合金小直徑筒，5.帶筋薄壁板，6.帶內(nèi)筋薄壁鋁合金大直徑筒，7.帶外筋薄壁鋁合金大直徑筒，8.筋條。

具體實施方式

為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。

如圖1-8所示，一種帶筋薄壁大型鋁合金筒的柔性加工方法，包括如下步驟：

S1)從鋁合金鑄錠截取圓柱坯料，先加熱保溫然后鐓粗沖孔得到小孔環(huán)坯；

S2)將小孔環(huán)坯裝上軋環(huán)機，對環(huán)坯進行軋制形成環(huán)件，使擠壓工藝的截面收縮率減小，便于擠壓工藝的進行；

S3)對環(huán)件進行平端面、精整內(nèi)外徑、倒圓角的精整處理；

S4)將精整的環(huán)件加熱保溫后，并在其表面涂覆潤滑劑，裝入擠壓機模腔，環(huán)件的外徑等于擠壓機模腔的導(dǎo)向段直徑，環(huán)件的內(nèi)徑等于擠壓機模腔的模芯直徑，擠壓出帶內(nèi)筋薄壁鋁合金小直徑筒，采用不同擠壓模具型腔，可以制成不同結(jié)構(gòu)、不同厚度、不同長度的帶筋薄壁筒；