[發(fā)明專利]一種鋁合金薄壁大尺寸封頭結(jié)構(gòu)件熱成型裝置及成型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011358055.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112742949B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 師利民;劉太盈;劉金龍;王惠斌;蘭曉宸
• 申請（專利權(quán)）人: 北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: B21D26/021
• 分類號: B21D26/021;B21D26/031
• 代理公司: 北京天達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所有限公司 11386
• 代理人: 龔頤雯

本發(fā)明涉及一種鋁合金薄壁大尺寸封頭結(jié)構(gòu)件熱成型裝置及成型方法，屬于鋁合金封頭結(jié)構(gòu)件成型技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中拉深工藝導致的鋁合金薄壁大尺寸封頭結(jié)構(gòu)件成型時失穩(wěn)、起皺和開裂的問題。本發(fā)明包括凹模、封蓋、供氣單元、上熱成型平臺和下熱成型平臺，凹模設(shè)在上熱成型平臺上，封蓋設(shè)在下熱成型平臺上，封蓋能夠蓋設(shè)在凹模上，供氣單元與封蓋連通，并向封蓋供氣。本發(fā)明凹模設(shè)在上熱成型平臺上，封蓋設(shè)在下熱成型平臺上，待加工鋁合金料設(shè)在凹模和封蓋之間，待加工鋁合金料加熱到一定溫度后，在氣壓的作用下貼附到凹模的內(nèi)壁上，避免了拉深成型工藝造成的封頭結(jié)構(gòu)件失穩(wěn)、起皺和開裂的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金封頭結(jié)構(gòu)件成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁合金薄壁大尺寸封頭結(jié)構(gòu)件熱成型裝置及成型方法。

背景技術(shù)

航天飛行器上大尺寸貯箱封頭材料多采用鋁合金等輕質(zhì)且焊接性能較好的材料，鑒于封頭結(jié)構(gòu)件一般為回轉(zhuǎn)體，因此封頭結(jié)構(gòu)件的成型方法按傳統(tǒng)的成型工藝需要設(shè)計拉深成型裝置并采用拉深成型方法進行生產(chǎn)，采用沖壓工藝容易造成拉深斷裂或者起皺。而且采用拉深工藝需要設(shè)計制造大尺寸拉深模具，模具成本較高，模具制造周期較長。

對于薄壁(壁厚為0.5mm)大尺寸(封頭的直徑為1000mm～1005mm)的封頭結(jié)構(gòu)件，加之鋁合金材料冷成型過程中硬化現(xiàn)象明顯，采用傳統(tǒng)的拉深成型工藝容易造成結(jié)構(gòu)件失穩(wěn)、起皺甚至拉斷。而且采用拉深成型工藝需要設(shè)計制造大尺寸拉深成型裝置，制造周期長，制造成本較高。

因此針對薄壁大尺寸的封頭結(jié)構(gòu)件決定采用熱成型方法進行制造，借此解決鋁合金薄壁大尺寸封頭類結(jié)構(gòu)件成型時失穩(wěn)、起皺、開裂等問題，達到結(jié)構(gòu)件成型過程順利實現(xiàn)的目的。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明實施例旨在提供一種鋁合金薄壁大尺寸封頭結(jié)構(gòu)件熱成型裝置及成型方法，用以解決現(xiàn)有拉深工藝導致的鋁合金薄壁大尺寸封頭結(jié)構(gòu)件成型時失穩(wěn)、起皺和開裂的問題。

一方面，本發(fā)明提供了一種鋁合金薄壁大尺寸封頭結(jié)構(gòu)件熱成型裝置，包括凹模、封蓋、供氣單元、上熱成型平臺和下熱成型平臺，凹模設(shè)在上熱成型平臺上，封蓋設(shè)在下熱成型平臺上，封蓋能夠蓋設(shè)在凹模上，供氣單元與封蓋連通，并向封蓋供氣。

進一步地，所述上熱成型平臺和下熱成型平臺均設(shè)有通孔，通孔內(nèi)設(shè)有電加熱棒。

進一步地，所述凹模包括成型部、肋板和安裝部，成型部設(shè)在安裝部上，肋板的一端連接成型部的底部，肋板的另一端連接安裝部的頂面。

進一步地，所述凹模上設(shè)有排氣孔。

進一步地，所述排氣孔設(shè)有多個，多個排氣孔均布在成型腔的底部。

進一步地，所述排氣孔與凹模的底面垂直。

進一步地，所述凹模為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，所述封蓋為圓柱形結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述封蓋上設(shè)有進氣孔。

進一步地，所述進氣孔為L形結(jié)構(gòu)，包括長孔部和短孔部，長孔部與所述封蓋的軸線垂直，短孔部與所述封蓋的軸線平行，短孔部位于所述凹模的成型腔內(nèi)。

另一方面，本發(fā)明提供了一種鋁合金薄壁大尺寸封頭結(jié)構(gòu)件熱成型方法，使用上述鋁合金薄壁大尺寸封頭結(jié)構(gòu)件熱成型裝置，步驟包括：

步驟1：按零件尺寸下料；

步驟2：對加熱棒通電，將爐內(nèi)溫度加熱到300±5℃；

步驟3：裝載待加工鋁合金料，供氣并保溫保壓；

步驟4：打開爐門，升起凹模，取出成型的封頭結(jié)構(gòu)件，并重復步驟3～步驟4，成型下一個封頭結(jié)構(gòu)件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少可實現(xiàn)如下有益效果之一：