[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有2195鋁鋰合金異形截面結(jié)構(gòu)的工件的旋壓方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011042319.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112247483B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田恕;李繼光;張杰剛;杜正勇;馮葉素;穆菁;畢海娟;張下陸;楊菊鵬;胡正根;巴忠輝;馮運(yùn)華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津航天長(zhǎng)征火箭制造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23P15/00
• 分類(lèi)號(hào): B23P15/00;B21D22/16;C22F1/04;C21D9/00
• 代理公司: 天津?yàn)I?？凭曋R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 耿樹(shù)志

1.一種具有2195鋁鋰合金異形截面結(jié)構(gòu)的工件的旋壓方法，其特征在于，異形截面結(jié)構(gòu)包括AB段和BC段，AB段內(nèi)表面為空間圓滑型面，BC段為空間復(fù)雜曲率截面，旋壓方法包括以下步驟：

S1、準(zhǔn)備坯料；坯料準(zhǔn)備完成后在坯料的中心處設(shè)置銷(xiāo)釘定位孔；

S2、調(diào)試旋壓裝置；采用數(shù)控旋壓機(jī)裝夾旋壓模具，用百分表校正旋壓模具的跳動(dòng)，校正完成后裝夾坯料，利用數(shù)控旋壓機(jī)主軸對(duì)坯料進(jìn)行旋壓加工；

S3、將坯料熱旋成型，熱旋成型后的工件最小厚度不小于11mm；成型后的工件大圓一端定義為大端，小圓一端定義為小端；工件的大端直徑為1380mm，小端為239.5mm，工件的高度為164mm；

a)、利用噴槍對(duì)模具進(jìn)行加熱，然后利用噴槍的火焰對(duì)坯料的變形區(qū)進(jìn)行局部的加熱，噴槍對(duì)旋壓模具的加熱溫度為50℃-100℃，噴槍對(duì)坯料局部變形區(qū)的加熱溫度為360℃-400℃；

b)、空間復(fù)雜曲率截面的成型，選擇30道次循環(huán)熱強(qiáng)旋加循環(huán)熱普旋成型；旋壓路徑：1-10道次采用正旋，11-30道次采用正旋與反旋交錯(cuò)旋壓；每道次的變形量為10.5%-15.5%，并呈梯度遞減；軸向進(jìn)給速度為200mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為 30rpm；每道次下壓量0.8-1.3mm/rpm，旋輪攻角15°，為防止旋輪前沿材料局部隆起過(guò)高，旋輪圓角半徑選擇R20-R30；

c)、針對(duì)步驟b)中形成的工件，繼續(xù)選擇15道次循環(huán)熱強(qiáng)旋工藝，成型空間圓滑型面，全程采用正旋工藝；每道次變形量為15.5-20.5%，并呈梯度遞減，軸向進(jìn)給速度為300mm/min,主軸轉(zhuǎn)速為30rpm；每道次下壓量1.5-2mm/rpm；為防止旋輪前沿材料局部隆起過(guò)高，旋輪圓角半徑選擇R20-R30；

S4、淬火；旋壓后采用淬火工藝提高強(qiáng)度，配合制作淬火工裝，采用周向余量捆扎方法，可有效控制淬火變形；淬火采用鋁合金淬火爐，工件口部朝下放在淬火夾具底座上，壓緊零件而后進(jìn)行淬火；

S5：針對(duì)S4中淬火后工件變形情況，采用數(shù)控旋壓機(jī)進(jìn)行旋壓校形，采用多道次熱普旋工藝，校形過(guò)程壁厚不減薄，加熱溫度控制在300℃以?xún)?nèi)；

S6：機(jī)加內(nèi)形面，選用數(shù)控車(chē)床臥車(chē)為加工設(shè)備，將S5中校型完成的工件大端固定在法蘭盤(pán)上，裝夾工件大端對(duì)工件內(nèi)形面進(jìn)行加工；用測(cè)厚儀檢測(cè)壁厚，將已加工的面進(jìn)行著色檢查，要求是沒(méi)有裂紋；

S7：機(jī)加外形面，利用數(shù)控車(chē)床臥車(chē)?yán)^續(xù)對(duì)內(nèi)形面機(jī)加工完成的工件進(jìn)行外形面加工，裝夾車(chē)削胎具，把工件套裝在車(chē)床胎具上進(jìn)行加工；用測(cè)厚儀檢測(cè)壁厚，加工完成后對(duì)已加工的面進(jìn)行著色檢查，著色面積要求95%以上；

S8：人工時(shí)效，通過(guò)鋁合金空氣循環(huán)爐進(jìn)行時(shí)效處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有2195鋁鋰合金異形截面結(jié)構(gòu)的工件的旋壓方法，其特征在于：S1中坯料呈直徑為φ1380mm的圓形結(jié)構(gòu)，坯料的厚度為16mm，銷(xiāo)釘定位孔的直徑為6-φ25mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有2195鋁鋰合金異形截面結(jié)構(gòu)的工件的旋壓方法，其特征在于：S2旋壓模具的跳動(dòng)不大于0.1mm，旋壓加工時(shí)數(shù)控旋壓機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速為30rmp。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有2195鋁鋰合金異形截面結(jié)構(gòu)的工件的旋壓方法，其特征在于：步驟S4中淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不大于15s，淬火的介質(zhì)為水，固溶溫度為520℃，固溶保溫時(shí)間為60min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有2195鋁鋰合金異形截面結(jié)構(gòu)的工件的旋壓方法，其特征在于：步驟S6中工件大端固定在法蘭盤(pán)上，保證平行端面不大于0.2mm，裝夾工件小端，保證小端跳動(dòng)不大于0.2mm，機(jī)加內(nèi)形面之后，大端直徑1380.5mm±0.5mm，小端尺寸239.5mm±0.5mm，總高尺寸164mm；后續(xù)外表面機(jī)加余量保證5mm以上，檢測(cè)壁厚，壁厚最薄的檢測(cè)點(diǎn)不小于10.5mm。