[發(fā)明專利]一種大型薄壁異型曲面構(gòu)件制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111318216.9
• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN113996690A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬飛;胡豪;吳津臣;余超;熊秋萍;杜尚軍;茍強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 四川航天長征裝備制造有限公司
• 主分類號(hào): B21D22/16
• 分類號(hào): B21D22/16;C21D1/18;C21D8/00;C21D9/00
• 代理公司: 成都天既明專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51259
• 代理人: 李欽;杜雁春

本發(fā)明提供一種大型薄壁異型曲面構(gòu)件制造方法，通過下料→固溶處理→冷旋→切割→時(shí)效處理→機(jī)加的方法制造大型薄壁異性曲面零件，相較于現(xiàn)有技術(shù)中采用下料→冷旋→校形→冷旋→切割→固溶處理→時(shí)效處理→機(jī)加的方法，本方法工序更為簡單，取消了校形、第二次冷旋兩道工序，從而減少了大量的生產(chǎn)費(fèi)用，使得生產(chǎn)成本顯著降低。同時(shí)，通過對金屬板坯在冷旋前進(jìn)行固溶處理，大幅減輕了冷旋后零件由于處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)而再進(jìn)行固溶處理時(shí)所導(dǎo)致的型面畸變，使零件成形精度顯著提高，本發(fā)明方法得到的零件晶粒組織明顯改善、質(zhì)量好，服役性能和使用壽命大大提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金產(chǎn)品加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型薄壁異型曲面構(gòu)件制造方法。

背景技術(shù)

大型薄壁異型曲面構(gòu)件是國家航空航天、國防軍工等重點(diǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵核心結(jié)構(gòu)件之一，具有尺寸大、型面復(fù)雜、壁厚薄及精度高等特點(diǎn)，決定著航空、航天及國防裝備的性能優(yōu)異和升級(jí)換代。因此，掌握大型薄壁異型曲面構(gòu)件的制造方法是極其重要的，對于滿足當(dāng)前航天領(lǐng)域的高密度發(fā)射需求以及武器裝備的常規(guī)化戰(zhàn)略值班，具有十分重要的意義。

目前，大型薄壁異型曲面構(gòu)件成形采用的工藝方法是下料→冷旋→校形→冷旋→切割→固溶處理→時(shí)效處理→機(jī)加，該方法生產(chǎn)的零件型面精度較差，變形不均勻，且工序較為復(fù)雜，生產(chǎn)效率不高，加工成本較高。所以研究一種工序簡單、成形質(zhì)量好、生產(chǎn)效率和成形精度高的大型薄壁異型曲面構(gòu)件制造方法已成為該領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種工序簡單、成形質(zhì)量好、生產(chǎn)效率和成形精度高的大型薄壁異型曲面構(gòu)件成形工藝方法。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種大型薄壁異型曲面構(gòu)件制造方法，包括以下步驟：

S1、下料：采用龍門數(shù)控銑床將金屬方形毛坯板材加工為后續(xù)工序冷旋壓所需大小及厚度的板坯，通過壓板等工裝及機(jī)床真空吸附將金屬方形板材固定于機(jī)床工作臺(tái)上，加工位于板材中心的安裝定位孔及吊裝孔，并銑削去除板材多余材料至所需大小及厚度；

S2、固溶處理：將加工后的金屬板坯在工業(yè)固溶淬火爐中進(jìn)行固溶處理，金屬板坯置于淬火爐放料框內(nèi)，并采用專用熱處理工裝進(jìn)行固定，根據(jù)金屬板坯材料設(shè)定固溶溫度，板坯入爐前先將爐溫預(yù)熱至該設(shè)定溫度，并在達(dá)到設(shè)定溫度后保溫1～2h，使?fàn)t內(nèi)溫度充分均勻，待保溫完成后快速打開爐門將載有金屬板坯的放料框置于淬火爐內(nèi)進(jìn)行加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度重新達(dá)到設(shè)定固溶溫度后進(jìn)行保溫，按金屬板坯材料設(shè)定保溫時(shí)間；

保溫結(jié)束后，迅速將載有金屬板坯的放料框轉(zhuǎn)移至冷卻水池中進(jìn)行冷卻，冷卻水溫為15℃至60℃，冷卻時(shí)間為10～30min，且在冷卻過程中，放料框在淬火爐送料機(jī)構(gòu)的作用下做上下運(yùn)動(dòng)，使金屬板坯冷卻均勻；

S3、冷旋：將固溶處理后的金屬板坯安裝于大型臥式數(shù)控雙輪旋壓機(jī)上，通過壓板、螺釘將板坯固定于芯模上，并由旋壓機(jī)尾頂機(jī)構(gòu)頂緊，保證該板坯在旋壓過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，芯模及旋輪結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)擬成形球底零件的外形及尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)并制造，同時(shí)也按擬成形球底零件的外形及尺寸設(shè)置旋壓軌跡，并編寫與之對應(yīng)的數(shù)控程序；

啟動(dòng)旋壓機(jī)，執(zhí)行編寫的數(shù)控程序，芯模帶動(dòng)金屬板坯進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為30～120r/min，雙旋輪位置沿芯模中心呈對稱分布，當(dāng)旋輪接觸到金屬板坯時(shí)，板坯帶動(dòng)雙旋輪進(jìn)行順時(shí)旋轉(zhuǎn)，旋輪由板坯中心向板坯邊緣按設(shè)置好的旋壓軌跡做水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給速度為10～50mm/min，板坯由內(nèi)到外逐步發(fā)生局部塑性變形至貼緊芯模，在整個(gè)旋壓過程中，必須保證板坯穩(wěn)定且無傾斜；

S4、切割：采用等離子切割去除旋壓后球底零件大端旋壓余量，將球底零件固定于切割專用工裝上，沿零件外表面所做標(biāo)記進(jìn)行切割；