铝合金高筒环件的闭式冲孔方法与流程

本发明涉及一种冲孔方法，特别是涉及了铝合金高筒环件的闭式冲孔方法。

背景技术：

高筒环件是航空航天等领域常使用的回转体零部件，该锻件高度与壁厚之比较大，通常采用轧制成形。轧制一般是指径向轧制，即是减小壁厚，使内外径长大的过程，高度变化很小；即使现在最先进的径轴双向轧环技术，也只能通过锥辊减小高度，而不能很好的控制高度长大。所以在制坯时，通常是将坯料的高度设计成等于或略大于环件的高度，那么对于高筒环件来说，在冲孔时容易造成坯料端面拉料、变形等缺陷，影响锻件质量。目前并没有很好的控制方法。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种采用闭式冲孔的方法，通过设计闭式冲孔模具，在模具中对高度环件进行冲孔，确保在冲孔时不会出现端面拉料、变形等缺陷，提高锻件质量。

为解决上述技术问题，本发明所述铝合金高筒环件的闭式冲孔方法，其技术方案包括以下步骤：

将铝合金按照一定的规格下料成棒材；将铝合金棒材加热到470℃，按1.5min/mm保温；热透后，将铝合金棒材放在压力机上，驱动锻锤对铝合金棒材进行镦粗至预定尺寸；将镦粗后的铝合金坯料放进冲孔模具中，并一起放在压力机下，冲孔模具的外壁有用于固定的燕尾槽，防止冲孔模具和铝合金坯料随锻锤移动，冲孔模具内放有限位垫盘，该垫盘根据铝合金坯料的高度设计，使铝合金坯料与冲孔模具上端平齐，确保锻锤在冲孔时不会与冲孔模具碰撞；在铝合金坯料上面的中心放置合适的冲头，驱动锻锤下压冲头，将冲头压入铝合金坯料中，然后取出，锻锤驱动力其中，σs为相应变形温度和速度下真实流动应力，μ为摩擦因数，s为坯料与冲头的接触面积，h为冲头压入坯料的深度；将铝合金坯料取出并放在漏盘上，漏盘的外壁也有用于固定的燕尾槽，漏盘的上端限位孔，限位孔尺寸与铝合金坯料的外径一致，铝合金坯料正好放在限位孔内；将冲头倒置后放在铝合金坯料的内孔上，驱动锻锤下压冲头，将冲头压入铝合金坯料中；将锻锤抬起，在冲头上面放一个垫块，再驱动锻锤下压垫块，将铝合金坯料冲开，垫块、冲头及冲孔芯料一起从漏盘中漏出，完成铝合金环件冲孔。

所述铝合金为2a70合金。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明所述铝合金高筒环件的闭式冲孔方法，通过设计冲孔模具，防止了坯料端面拉料、变形等缺陷，并且坯料无须进行滚圆整形操作，减少了操作步骤降低了操作难度，提高了生产效率。坯料在模具中进行变形，其外观质量的改善，而且坯料尺寸精度以及批量稳定性得到提高。漏盘的限位孔也能防止冲孔时发生冲偏等失误，提高了坯料的一致性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是冲孔模具的结构示意图。

图2是垫盘的结构示意图。

图3是冲头压入坯料过程示意图。

图4是冲头倒置后压入坯料过程示意图。

图5是采用垫块将坯料冲开的过程示意图。

具体实施方式

实施本发明所述的铝合金高筒环件的闭式冲孔方法需要提供锻造加热炉、压力机、机械手等设备。以我国材料牌号2a70的铝合金为例来说明该方法的具体实施方式：

该2a70合金的主要化学元素含量(重量百分比)为：含mn量≤0.2％、含si量≤0.35％、含ni量0.9％～1.5％、含ti量0.02％～0.1％、含cu量1.9％～2.5％、含fe量0.9％～1.5％、含mg量1.4％～1.8％、含zn量≤0.3％、余量为al。

本方法的步骤如下：

将2a70合金按照一定的规格下料成棒材；将2a70合金棒材加热到470℃，按1.5min/mm保温；热透后，将2a70合金棒材放在压力机上，驱动锻锤对2a70合金棒材进行镦粗至预定尺寸；将镦粗后的2a70合金坯料4放进冲孔模具1中，并一起放在压力机下，冲孔模具1的外壁有用于固定的燕尾槽，防止冲孔模具1和2a70合金坯料4随锻锤移动，如图1所示，冲孔模具1内放有限位垫盘2，该垫盘2根据2a70合金坯料4的高度设计，使2a70合金坯料4与冲孔模具1上端平齐，确保锻锤在冲孔时不会与冲孔模具1碰撞；在2a70合金坯料4上面的中心放置合适的冲头3，驱动锻锤下压冲头3，将冲头3压入2a70合金坯料4中，然后取出，锻锤驱动力其中，σs为相应变形温度和速度下真实流动应力，μ为摩擦因数，s为坯料与冲头的接触面积，h为冲头压入坯料的深度；将2a70合金坯料4取出并放在漏盘5上，漏盘5的外壁也有用于固定的燕尾槽，漏盘5的上端限位孔，限位孔尺寸与2a70合金坯料4的外径一致，2a70合金坯料4正好放在限位孔内；将冲头3倒置后放在2a70合金坯料4的内孔上，驱动锻锤下压冲头3，将冲头3压入2a70合金坯料4中；将锻锤抬起，在冲头3上面放一个垫块6，再驱动锻锤下压垫块6，将2a70合金坯料4冲开，垫块6、冲头3及冲孔芯料一起从漏盘5中漏出，完成2a70合金环件冲孔。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种铝合金高筒环件的闭式冲孔方法，其步骤为：先设计冲孔模具，冲孔模具外壁有用于固定的燕尾槽，冲孔模具内有调整坯料位置的限位垫盘，铝合金坯料在冲孔模具中冲孔；同时，设计漏盘，漏盘外壁也有用于固定的燕尾槽，漏盘上端有限位孔，铝合金坯料正好放在限位控制，在漏盘中将铝合金坯料冲开，实现铝合金高筒环件冲孔。该方法能够防止了坯料端面拉料、变形等缺陷，提高了坯料的一致性。该方法用于高筒环件的冲孔。

技术研发人员：刘彦成;王斌;刘志棋;罗桂海;王宇锋
受保护的技术使用者：贵州安大航空锻造有限责任公司
技术研发日：2017.08.21
技术公布日：2017.12.01