[發明專利]基于預拉伸鋁板內部織構分布均勻性的板框件精加工方法

有效

• 申請號: 202111642017.3
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114247762B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 車路長;鄭林;竇世濤;陳新;封先河;趙方超;朱凱;方丁;張津;車移;計鵬飛;李劍飛
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: B21B38/04
• 分類號: B21B38/04;B21B37/28
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 周韶紅

本發明提供了基于預拉伸鋁板內部織構分布均勻性的板框件精加工方法，解決現有多晶材料板框件加工廢品率高、成本高的問題。該方法主要通過無損檢測待加工預拉伸鋁板不同部位的內部織構及其分布、標識引起變形超差的風險區域、設計多個加工包絡面加工路徑、按切削規劃的不同加工路徑和順序切削板材后測量、對比得出其中最小變形量及其加工路徑、評價是否變形超差等步驟，實現優化切削加工工藝。采用測試+理論分析+實測加工變形量的方法，用于上述難題的解決，可以極大地降低人工、財力、時間等試錯成本，具有良好的經濟效益。

技術領域

本發明涉及金屬材料工件的精密加工領域，特別是涉及一種采用預拉伸鋁板為原材料的板框件精加工方法。

背景技術

航空、航天等工業領域中大量采用小應力的預拉伸鋁板進行零部件的整體結構設計加工，由于整體加工件往往剛度弱，材料切削量大，殘余應力不當導致應力加工變形問題格外突出。

預拉伸鋁板的生產主要經過：熔煉、開坯、軋制、固溶、預拉伸、時效、切邊等流程，其中，在軋制鋁板過程中，形成強烈的軋制織構。若軋制工藝不當，在軋制鋁板的板面和中心層之間部分，其內部織構將沿厚度形成極端不均勻分布，也就是該部分鋁材彈性模量沿厚度分布不均勻，使得在后續的預拉伸處理中，導致該部分鋁材發生了不均勻塑性變形，不能有效地消減固溶處理中產生的殘余應力，使得預拉伸鋁板的板面和中心層之間部分存在較大殘余應力，易導致該預拉伸鋁板的加工變形超差。

眾所周知，殘余應力產生于材料的不均勻塑性變形。由“預拉伸鋁板內部殘余應力與織構的研究[J],精密成形工程,2014,06（5）：50-58””等文獻可知，預拉伸鋁板內部殘余應力的大小與其織構的不均勻性密切相關，因此，通過無損檢測分析板材內部織構分布的不均勻性，可間接表征內部殘余應力分布特征。

由于材料/工件內部殘余應力及其分布難于無損測定，且耗時長，難以在短時間內高效、低成本評判規劃的加工路徑是否能夠加工變形不超差，難以在短時間內評判待加工的板材是否合格且成本高。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的是提供基于內部織構無損測定的多晶材料板材精密加工方法評估，解決板材加工廢品率高、成本高的問題。

為實現上述技術目的，本發明采用了如下技術方案。

基于預拉伸鋁板內部織構分布均勻性的板框件精加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，無損測定待加工預拉伸鋁板不同部位的內部織構及其分布；

S2，根據步驟S1測定的數據，標識出所述待加工預拉伸鋁板內部織構變化劇烈的風險區域（以下簡稱風險區域）；

S3，根據產品工件設計圖，在所述待加工預拉伸鋁板上設計完整包絡步驟S2標識的每個風險區域的加工包絡面，將全部所述加工包絡面切削后足以得到所述產品工件且任一所述加工包絡面與其它風險區域無交集，或者使得交集區域充分小；

S4，根據步驟S2標識的風險區域的內部織構梯度大小排序，排列設計全部切削掉步驟S3所述加工包絡面的不同切削順序，規劃得出若干個不同的加工路徑；

S5，按照步驟S4規劃的若干個不同加工路徑，分別切削所述待加工預拉伸鋁板，分別測量按照每個加工路徑切削后的剩余板料變形量，對比得出其中的最小變形量及其加工路徑；

S6，切削板材：在最小變形量的剩余板料上，按照產品圖粗加工切削產品工件（加工余量推薦為0.5mm～5mm），然后再按照產品圖精加工切削產品，得到被加工的板框件，測量所得產品工件的實際變形量；

S7，將S6步驟所測得的產品工件實際變形量與所述產品工件的合格公差要求對比，判定被加工產品工件是否合格以及加工工藝是否可實施。

優選地，在步驟S1，采用晶體衍射方法和技術，快速無損測定待加工預拉伸鋁板不同部位的內部織構及其分布。