大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺

摘要

本发明涉及大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺，它包括以下步骤：S1、预成形：根据零件图纸确定毛坯直径，选取毛坯，并加工圆角，采用拉深工艺将毛坯进行预成形；S2、旋一道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，设定进给比、下压量、错位距、变形量参数；S3、退火一；S4、旋二道次；S5、退火二；S6、校旋修正；S7、淬火、校形，得到成品。本发明的优点在于：工艺简单，可方便的扩展到各种规格封头零件无模旋压，适用范围广，而且工艺周期短，对产品的质量稳定性方面也有大幅提升。

说明书

技术领域

本发明涉及一种厚壁铝合金封头零件的制备工艺，特别是大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺。

背景技术

尾罩是某型号主要承力结构件，是典型的大厚壁铝合金曲母线型回转体零件，用来承担全弹发射状态时全部推力，采用无模旋压工艺技术。目前，国内从事旋压工艺方面的研究主要集中于筒形件、锥形件、大型封头等类似黑色金属的工艺研究，对大型厚壁铝合金封头类产品旋压工艺方面研究较少。

文献西安航天动力机械厂《旋压工艺技术研究》介绍了φ2000mm以下封头和筒体地旋压工艺，但所涉及到得材料为超高强度钢，所采用的旋压工艺为强力旋压。

文献《筒形件强力旋压过程有限元数值模拟》介绍了封头旋压通常是采用一步法冷旋压成形，但是对封头旋压道次，旋轮形状和运动轨迹、进给比等工艺参数规律性研究有待深入。

文献《铝合金零件精密旋压成形技术研究》介绍，国内目前对旋压成形技术的研究仅限于零件的简单旋压过程，即普通旋压或强力旋压，和筒形件、锥形件等简单形状零件的旋压过程，而与大型铝合金复杂薄壁壳体相关的精密旋压成形的研究特别是复合旋压的研究鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种工艺简单、提高产品质量稳定性、适用范围广和工艺周期短的大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺包括以下步骤：

S1、预成形：根据零件图纸确定毛坯直径，选取毛坯，并加工圆角，采用拉深工艺将毛坯进行预成形；

S2、旋一道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，设定进给比为2.5～2.7、下压量为0～1mm、错位距为28～35mm、变形量小于140mm，将预成形后的制件进行旋压；

S3、退火一：它包括以下子步骤：

S31、开启退火炉，将退火温度设定为470℃～500℃，然后开始升温；

S32、待温度稳定后，将旋完一道次后的半成品零件缓慢送至退火炉的恒温区；

S33、从半成品零件到达恒温区时开始计时，保温280min～320min；

S34、退火时间达到后，以18℃/h～22℃/h的冷却速率冷却至260℃时用叉车将零件出炉空冷；

S4、旋二道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，并设定进给比为2.6～2.8、下压量为1～2mm、错位距为26～30mm、变形量小于140mm，将经过退火一的零件进行第二次旋压；

S5、退火二：重复步骤S3；

S6、校旋修正：将第二次退火后的零件进行校旋修正，使零件满足尺寸精度要求；

S7、淬火、校形：对零件进行淬火处理，并在30min之内进行校形处理，得到成品。

所述的步骤S7中淬火工艺包括以下子步骤：

S71、开启硝盐槽，将淬火温度设定为490℃～510℃，然后开始升温；

S72、待温度稳定后，将完成旋压的半成品零件缓慢送至硝盐槽的恒温区；

S73、从半成品零件到达恒温区时开始计时，保温45min～55min；

S74、保温时间达到后，在40s之内将零件倾斜5°～10°入水，入水速率控制在0.2m/s～0.4m/s。

本发明具有以下优点：采用无模旋压“三步法”（即分预成形、旋一道次、旋二道次三步成形），确定大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺关键工艺参数（如旋压道次、旋轮轨迹、进给比、错位距等），提供一种能够快速而准确的确定大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺制备方法，这种制备方法工艺简单，可方便的扩展到各种规格封头零件无模旋压，适用范围广，而且工艺周期短，对产品的质量稳定性方面也有大幅提升。

附图说明

图1 为旋一道次旋压辊和成型辊的运动轨迹示意图；

图2 为旋二道次旋压辊和成型辊的运动轨迹示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

【实施例1】：

如图1和图2所示，大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺包括以下步骤：

S1、预成形：根据零件图纸确定毛坯直径，选取毛坯，并加工圆角，采用拉深工艺将毛坯进行预成形；

S2、旋一道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，设定进给比为2.7、下压量为0mm、错位距为28mm、变形量为130mm，将预成形后的制件进行旋压；

S3、退火一：它包括以下子步骤：

S31、开启退火炉，将退火温度设定为470℃，然后开始升温；

S32、待温度稳定后，将旋完一道次后的半成品零件缓慢送至退火炉的恒温区；

S33、从半成品零件到达恒温区时开始计时，保温320min；

S34、退火时间达到后，以18℃/h的冷却速率冷却至260℃时用叉车将零件出炉空冷；

S4、旋二道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，并设定进给比为2.6、下压量为2mm、错位距为30mm、变形量为120mm，将经过退火一的零件进行第二次旋压；

S5、退火二：重复步骤S3；

S6、校旋修正：将第二次退火后的零件进行校旋修正，使零件满足尺寸精度要求；

S7、淬火、校形：对零件进行淬火处理，并在30min之内进行校形处理，得到成品。

所述的步骤S7中淬火工艺包括以下子步骤：

S71、开启硝盐槽，将淬火温度设定为510℃，然后开始升温；

S72、待温度稳定后，将完成旋压的半成品零件缓慢送至硝盐槽的恒温区；

S73、从半成品零件到达恒温区时开始计时，保温45min；

S74、保温时间达到后，在40s之内将零件倾斜10°入水，入水速率控制在0.2m/s。

【实施例2】：

如图1和图2所示，大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺包括以下步骤：

S1、预成形：根据零件图纸确定毛坯直径，选取毛坯，并加工圆角，采用拉深工艺将毛坯进行预成形；

S2、旋一道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，设定进给比为2.6、下压量为0.5mm、错位距为31mm、变形量为138mm，将预成形后的制件进行旋压；

S3、退火一：它包括以下子步骤：

S31、开启退火炉，将退火温度设定为485℃，然后开始升温；

S32、待温度稳定后，将旋完一道次后的半成品零件缓慢送至退火炉的恒温区；

S33、从半成品零件到达恒温区时开始计时，保温300min；

S34、退火时间达到后，以20℃/h的冷却速率冷却至260℃时用叉车将零件出炉空冷；

S4、旋二道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，并设定进给比为2.7、下压量为1.5mm、错位距为28mm、变形量为139mm，将经过退火一的零件进行第二次旋压；

S5、退火二：重复步骤S3；

S6、校旋修正：将第二次退火后的零件进行校旋修正，使零件满足尺寸精度要求；

S7、淬火、校形：对零件进行淬火处理，并在30min之内进行校形处理，得到成品。

所述的步骤S7中淬火工艺包括以下子步骤：

S71、开启硝盐槽，将淬火温度设定为502℃，然后开始升温；

S72、待温度稳定后，将完成旋压的半成品零件缓慢送至硝盐槽的恒温区；

S73、从半成品零件到达恒温区时开始计时，保温50min；

S74、保温时间达到后，在40s之内将零件倾斜8°入水，入水速率控制在0.3m/s。

【实施例3】：

如图1和图2所示，大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺包括以下步骤：

S1、预成形：根据零件图纸确定毛坯直径，选取毛坯，并加工圆角，采用拉深工艺将毛坯进行预成形；

S2、旋一道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，设定进给比为2.5、下压量为1mm、错位距为35mm、变形量为120mm，将预成形后的制件进行旋压；

S3、退火一：它包括以下子步骤：

S31、开启退火炉，将退火温度设定为500℃，然后开始升温；

S32、待温度稳定后，将旋完一道次后的半成品零件缓慢送至退火炉的恒温区；

S33、从半成品零件到达恒温区时开始计时，保温280min；

S34、退火时间达到后，以22℃/h的冷却速率冷却至260℃时用叉车将零件出炉空冷；

S4、旋二道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，并设定进给比为2.8、下压量为1mm、错位距为26mm、变形量为132mm，将经过退火一的零件进行第二次旋压；

S5、退火二：重复步骤S3；

S6、校旋修正：将第二次退火后的零件进行校旋修正，使零件满足尺寸精度要求；

S7、淬火、校形：对零件进行淬火处理，并在30min之内进行校形处理，得到成品。

所述的步骤S7中淬火工艺包括以下子步骤：

S71、开启硝盐槽，将淬火温度设定为490℃，然后开始升温；

S72、待温度稳定后，将完成旋压的半成品零件缓慢送至硝盐槽的恒温区；

S73、从半成品零件到达恒温区时开始计时，保温55min；

S74、保温时间达到后，在40s之内将零件倾斜5°入水，入水速率控制在0.4m/s。

【实施例4】：

如图1和图2所示，大厚壁铝合金曲母线型回转体零件无模旋压工艺包括以下步骤：

S1、预成形：根据零件图纸确定毛坯直径，选取毛坯，并加工圆角，采用拉深工艺将毛坯进行预成形；

S2、旋一道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，设定进给比为2.53、下压量为0.7mm、错位距为32mm、变形量为125mm，将预成形后的制件进行旋压；

S3、退火一：它包括以下子步骤：

S31、开启退火炉，将退火温度设定为483℃，然后开始升温；

S32、待温度稳定后，将旋完一道次后的半成品零件缓慢送至退火炉的恒温区；

S33、从半成品零件到达恒温区时开始计时，保温295min；

S34、退火时间达到后，以19℃/h的冷却速率冷却至260℃时用叉车将零件出炉空冷；

S4、旋二道次：设定旋压辊和成型辊的运动轨迹，并设定进给比为2.73、下压量为1.3mm、错位距为29mm、变形量为128mm，将经过退火一的零件进行第二次旋压；

S5、退火二：重复步骤S3；

S6、校旋修正：将第二次退火后的零件进行校旋修正，使零件满足尺寸精度要求；

S7、淬火、校形：对零件进行淬火处理，并在30min之内进行校形处理，得到成品。

所述的步骤S7中淬火工艺包括以下子步骤：

S71、开启硝盐槽，将淬火温度设定为498℃，然后开始升温；

S72、待温度稳定后，将完成旋压的半成品零件缓慢送至硝盐槽的恒温区；

S73、从半成品零件到达恒温区时开始计时，保温48min；

S74、保温时间达到后，在40s之内将零件倾斜9°入水，入水速率控制在0.28m/s。