[發明專利]一種非對稱帶凸耳鋁合金法蘭盤熱擠壓近凈成形方法

有效

• 申請號: 201810216374.5
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108526238B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 薛杰;張素敏;李保永;劉奇;郭曉琳;李艷麗
• 申請（專利權）人: 北京航星機器制造有限公司
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02;B21K1/32;B21J5/08;B21J5/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種非對稱帶凸耳鋁合金法蘭盤熱擠壓近凈成形方法，適用于力學性能要求較高的形狀復雜的鋁合金盤形狀構件，屬于精密塑性成形領域。本發明方法如下：①根據法蘭盤零件圖，轉化為基本擠壓件；②確定擠壓坯料尺寸；③設計并加工非對稱帶凸耳鋁合金法蘭盤熱擠壓模具；④坯料的自由鍛；⑤擴孔；⑥去沖孔連皮；⑦熱擠壓；⑧精加工。本發明方法簡單易行，成形的法蘭盤尺寸精度高，力學性能優異，可以實現零件的近凈成形，非配合面無需再機械加工，有效減少后續的加工量，縮短成形周期，提高效率。

技術領域

本發明涉及一種精密塑性成形方法，特別是一種非對稱帶凸耳鋁合金法蘭盤熱擠壓近凈成形方法，適用于力學性能要求較高的形狀復雜的鋁合金盤形狀構件，屬于精密塑性成形領域。

背景技術

隨著環境和能源問題的日益尖銳，環境保護與能源節約逐漸受到人們越來越多的重視與關注。因此，二十一世紀的產品逐漸向整體化、輕量化、高精度、低能耗的方向發展。鋁合金因具有優異的使用性能，在航空航天、軌道交通、武器裝備等領域應用十分廣泛。在航空航天領域，產品的輕量化、高強度、低能耗要求越來越高，法蘭盤作為航空航天產品中常用于連接各種管路的重要零件，采用鋁合金作為法蘭盤的材料，可顯著減輕各型號的重量。

目前，航空航天領域中帶凸耳的鋁合金法蘭盤主要制造方法是鋁合金棒材經自由鍛然后機械加工或者鋁合金厚板材直接機械加工成零件。這兩種傳統方法材料的利用率均較差，并且零件的力學性能也不高；另外，該類型非對稱的不同大小的帶凸耳鋁合金法蘭盤，其幾何形狀和結構較為復雜，鍛造后機械加工余量較多且加工凸耳時定位難度較大，因此傳統加工方法不僅增加了工時與加工成本，生產效率也較低。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種非對稱帶凸耳鋁合金法蘭盤熱擠壓近凈成形方法，它能克服現有技術加工的零件力學性能差、加工周期長、材料利用率低等缺點，同時能有效地保證非對稱帶凸耳鋁合金法蘭盤的精密近凈成形。這種方法不僅大幅提高產品的精度及機械性能，還充分發揮材料的潛能，提高了材料的利用率，并且明顯縮短成形周期，減少加工成本，進而實現“綠色制造”。

本發明的技術解決方案是：

S1，根據需要成形的非對稱帶凸耳鋁合金法蘭盤零件圖，將其轉化為基本的法蘭盤擠壓件；

S2，由所述法蘭盤零件圖計算出法蘭盤零件的體積，進而確定熱擠壓成形所需要的圓柱坯料的尺寸，然后加工得到所述圓柱坯料；

S3，根據S1中所述法蘭盤擠壓件制備出包括上模和下模的熱擠壓模具，所述熱擠壓模具下模的模型腔外側設有兩個定位凹槽；

S4，將S2中所述圓柱坯料加熱并進行保溫，然后將所述圓柱坯料墩粗；

S5，將S4中墩粗后的坯料進行擴孔；

S6，將S5擴孔后的坯料放在沖孔模具上，去除所述坯料的中心擴孔連皮，得到圓環坯料；

S7，將S6得到的圓環坯料加熱并保溫，同時將S3中制備出的所述熱擠壓模具加熱，然后將加熱的圓環坯料置于所述熱擠壓模具中進行擠壓成形，再將得到的擠壓件進行堿洗、修傷、清除飛邊；

S8,對S7擠壓成形的法蘭盤進行精加工，最終得到需要的非對稱帶凸耳鋁合金法蘭盤。

進一步地，S1中所述擠壓件中非配合面不留余量，配合面留加工余量δ，同時對擠壓件進行拔模，拔模斜度為β；其中，δ為0.1～6mm，β為3～5°。

進一步地，所述熱擠壓模具的分模面選在擠壓件的直徑尺寸最大處，所述熱擠壓模具還包括定位導向裝置和加熱部件；所述定位導向裝置包括設置于所述熱擠壓模具上模和下模的導柱和導套，所述上模和下模的導套位置相對應，所述導柱貫穿于上模和下模的導套中；所述的加熱部件包括上模和下模上的若干加熱孔。

進一步地，所述加熱孔按等邊三角形分布。