一種高精度大尺寸薄壁鋁合金管材旋壓方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種高精度大尺寸薄壁侶合金管材 旋壓方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高精度大尺寸薄壁侶合金管材廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，為了保證管材在后續(xù)彎 曲、擴(kuò)口、壓扁等加工中的成形性能W及使用中的可靠性，對(duì)管材尺寸精度、表面質(zhì)量、組織 性能等方面提出了嚴(yán)格的質(zhì)量要求。
[0003] 強(qiáng)力旋壓工藝是借助旋輪作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加壓于隨忍模沿同一軸線旋轉(zhuǎn)的金屬巧 料，使其產(chǎn)生連續(xù)的局部塑性變形而成為所需要的空忍回轉(zhuǎn)體零件。旋壓加工管材壁厚均 勻，組織致密性能尤其周向性能好，尺寸精度高，但大尺寸薄壁侶合金管材采用旋壓加工過(guò) 程中易出現(xiàn)管材彎曲，直線度超差的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種高精度大尺寸薄壁侶合金管材旋壓方法。
[0005] -種高精度大尺寸薄壁侶合金管材旋壓方法，所述管材允許加工偏差為：外徑尺 寸偏差±0. 2mm，壁厚公差±0.Imm;管材長(zhǎng)度偏差+IOmm;管材的直線度在標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)上 用塞尺法檢測(cè)，偏差小于0. 8/2000mm;管材內(nèi)表面光滑，外表面縱、橫向允許的劃傷不超過(guò) 0. 02mm，該方法具體如下：
[0006] (1)忍模加工尺寸和安裝精度：忍模的尺寸加工精度及安裝精度直接影響旋壓 管材的尺寸精度，如忍模彎曲、跳動(dòng)大等因素，旋壓變形時(shí)不同位置的變形量不均勻，使 得管材在旋壓過(guò)程中難W緊貼在忍模上，造成成品管材尺寸偏差大；本方法嚴(yán)格控制忍 模的圓度、直線度及安裝精度：忍模圓度偏差不高于±0. 015mm，忍模直線度偏差不高于 ±0. 02mm;忍模安裝跳動(dòng)精度不高于±0. 03mm，本方法跳動(dòng)精度采用百分表測(cè)量；
[0007] (2)合理設(shè)計(jì)臺(tái)階旋輪結(jié)構(gòu)：旋輪臺(tái)階高度4. 6mm，工作角25°，退出角12°，圓角 半徑r= 8mm；
[0008] (3)旋壓巧料壁厚尺寸偏差：在旋壓過(guò)程中巧料遵循體積不變?cè)?，若壁厚偏?較大，則在壁厚較厚的一側(cè)沿長(zhǎng)度方向延長(zhǎng)較長(zhǎng)，造成管材彎曲，經(jīng)多批次實(shí)驗(yàn)研究，巧料 壁厚偏差不能高于±0. 03mm;
[0009] (4)嚴(yán)格控制變形區(qū)的溫度：侶合金在旋壓過(guò)程中，巧料與旋輪、巧料與忍模之間 的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，侶合金在變形時(shí)也會(huì)產(chǎn)生變形熱，從而導(dǎo)致旋壓變形區(qū)溫度升高， 侶合金熱膨脹系數(shù)大，導(dǎo)致變形區(qū)巧料熱膨脹較大，旋輪與忍模間隙不變，實(shí)際變形量大于 名義變形量，從而導(dǎo)致管材擴(kuò)徑，不易貼模，由于管材沒(méi)有貼模，管材內(nèi)壁與忍模有一定的 間隙，進(jìn)行下一道次旋壓時(shí)，管材尺寸不易控制，導(dǎo)致成品尺寸精度超差，本方法通過(guò)冷卻， 控制變形區(qū)溫度小于l〇〇°C;
[0010] (5)在控制上述因素的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多道次旋壓工藝：
[0013] 所述管材的壁厚為2 + 0. 1mm，該管材多道次旋壓工藝優(yōu)選為：
[0015] 本發(fā)明的有益效果為：采用本發(fā)明所述方法加工大尺寸薄壁侶合金管材，精度顯 著提高，克服了傳統(tǒng)旋壓加工過(guò)程中易出現(xiàn)的管材彎曲，直線度超差的問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是 示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0017] 本實(shí)施例中高精度大尺寸薄壁侶合金管材的尺寸要求：外徑85~200 + 0. 2mm， 壁厚2 + 0. 1mm，長(zhǎng)度2000±5mm，管材的直線度在標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)上用塞尺法檢測(cè)，偏差小于 0. 8/2000mm，管材內(nèi)表面光滑，外表面縱、橫向允許的劃傷不超過(guò)0. 02mm，外表面允許有輕 微的旋壓紋。
[0018] 實(shí)施例1 :生產(chǎn)外徑為85 + 0. 2mm的薄壁侶合金管材
[0019] (1)忍模加工尺寸及安裝精度：忍模外徑尺寸81 + 0. 015mm，長(zhǎng)度2100mm，忍模直 線度偏差±0. 02mm，忍模安裝跳動(dòng)精度±0. 03mm;
[0020] 似臺(tái)階旋輪結(jié)構(gòu)：旋輪臺(tái)階高度4. 6mm，工作角25。，退出角12。，圓角半徑r= 8mm；
[0021] (3)旋壓巧料尺寸：內(nèi)徑 81. 1 ±0. 02mm，壁厚 11 ±0. 03mm，長(zhǎng)度 480mm;
[0022] (4)旋壓過(guò)程中采用冷卻水進(jìn)行冷卻，控制變形區(qū)溫度小于100°C;
[0023] (5)在控制上述因素的基礎(chǔ)上，進(jìn)行如表1所示的多道次旋壓工藝。
[0024] 實(shí)施例2:生產(chǎn)外徑為120 + 0. 2mm的薄壁侶合金管材
[00巧](1)忍模加工尺寸及安裝精度：忍模外徑尺寸116 + 0. 015mm，長(zhǎng)度2100mm，忍模直 線度偏差±0. 02mm，忍模安裝跳動(dòng)精度±0. 03mm;
[0026]似臺(tái)階旋輪結(jié)構(gòu)：旋輪臺(tái)階高度4.6mm，工作角25。，退出角12。，圓角半徑r= 8mm；
[0027] (3)旋壓巧料尺寸：內(nèi)徑 116. 1 ± 0. 02mm，壁厚 11 ± 0. 03mm，長(zhǎng)度 480mm；
[0028] (4)旋壓過(guò)程中采用冷卻水進(jìn)行冷卻，控制變形區(qū)溫度小于100°C;
[0029](5)在控制上述因素的基礎(chǔ)上，進(jìn)行如表1所示的多道次旋壓工藝。
[0030] 實(shí)施例3:生產(chǎn)外徑為200 + 0. 2mm的薄壁侶合金管材
[003。 （1)忍模加工尺寸及安裝精度：忍模外徑尺寸196 + 0. 015臟，長(zhǎng)度2100mm，忍模直 線度偏差±0. 02mm，忍模安裝跳動(dòng)精度±0. 03mm;
[0032]似臺(tái)階旋輪結(jié)構(gòu)：旋輪臺(tái)階高度4.6mm，工作角25。，退出角12。，圓角半徑r= 8mm；
[0033] (3)旋壓巧料尺寸：內(nèi)徑I96. 1 ±0. 〇2mm，壁厚 11 ±0. 〇3mm，長(zhǎng)度 480mm；
[0034] (4)旋壓過(guò)程中采用冷卻水進(jìn)行冷卻，控制變形區(qū)溫度小于100°C;
[0035] (5)在控制上述因素的基礎(chǔ)上，進(jìn)行如表1所示的多道次旋壓工藝。
[0036] 表 1
[0037]
[0038] 從生產(chǎn)的外徑85mm、120mm、200mmS種規(guī)格的薄壁侶合金管材中，每I噸產(chǎn)品里隨 機(jī)抽取10個(gè)樣本，結(jié)果如表2所示：
[0039] 表 2

【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高精度大尺寸薄壁侶合金管材旋壓方法，所述管材允許加工偏差為：外徑尺 寸偏差±0. 2mm，壁厚公差±0.Imm;管材長(zhǎng)度偏差+IOmm;管材的直線度在標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)上 用塞尺法檢測(cè)，偏差小于0. 8/2000mm;管材內(nèi)表面光滑，外表面縱、橫向允許的劃傷不超過(guò) 0.02mm，其特征在于，該方法具體如下： (1) 忍模加工尺寸和安裝精度：圓度偏差不高于±0. 015mm，忍模直線度偏差不高于 ±0. 02mm，忍模安裝跳動(dòng)精度不高于±0. 03mm; (2) 臺(tái)階旋輪結(jié)構(gòu)：旋輪臺(tái)階高度4. 6mm，工作角25°，退出角12°，圓角半徑r= 8mm； (3) 旋壓巧料壁厚尺寸偏差不高于±0. 03mm; (4) 旋壓過(guò)程中進(jìn)行冷卻，控制變形區(qū)溫度小于100°C; (5) 在控制上述因素的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多道次旋壓工藝：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高精度大尺寸薄壁侶合金管材旋壓方法，其特征在于，所 述管材的壁厚為2 + 0. 1mm，該管材多道次旋壓工藝為：
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高精度大尺寸薄壁鋁合金管材旋壓方法。該方法的特征在于嚴(yán)格控制芯模加工尺寸及安裝精度、臺(tái)階旋輪結(jié)構(gòu)、坯料壁厚尺寸精度、變形區(qū)溫度，在控制上述因素的基礎(chǔ)上制定多道次旋壓工藝。采用本發(fā)明所述方法加工大尺寸薄壁鋁合金管材，精度顯著提高，克服了傳統(tǒng)旋壓加工過(guò)程中易出現(xiàn)的管材彎曲，直線度超差的問(wèn)題。
【IPC分類】B21D22/16, B21D37/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105363869
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510831624
【發(fā)明人】柴國(guó)強(qiáng), 李德富
【申請(qǐng)人】北京有色金屬研究總院
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日