一种高精度大尺寸薄壁铝合金管材旋压方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料加工技术领域，特别设及一种高精度大尺寸薄壁侣合金管材 旋压方法。
【背景技术】
[0002] 高精度大尺寸薄壁侣合金管材广泛应用于航空航天领域，为了保证管材在后续弯 曲、扩口、压扁等加工中的成形性能W及使用中的可靠性，对管材尺寸精度、表面质量、组织 性能等方面提出了严格的质量要求。
[0003] 强力旋压工艺是借助旋轮作进给运动，加压于随忍模沿同一轴线旋转的金属巧 料，使其产生连续的局部塑性变形而成为所需要的空忍回转体零件。旋压加工管材壁厚均 匀，组织致密性能尤其周向性能好，尺寸精度高，但大尺寸薄壁侣合金管材采用旋压加工过 程中易出现管材弯曲，直线度超差的问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术不足，本发明提供了一种高精度大尺寸薄壁侣合金管材旋压方法。
[0005] -种高精度大尺寸薄壁侣合金管材旋压方法，所述管材允许加工偏差为：外径尺 寸偏差±0. 2mm，壁厚公差±0.Imm;管材长度偏差+IOmm;管材的直线度在标准平台上 用塞尺法检测，偏差小于0. 8/2000mm;管材内表面光滑，外表面纵、横向允许的划伤不超过 0. 02mm，该方法具体如下：
[0006] (1)忍模加工尺寸和安装精度：忍模的尺寸加工精度及安装精度直接影响旋压 管材的尺寸精度，如忍模弯曲、跳动大等因素，旋压变形时不同位置的变形量不均匀，使 得管材在旋压过程中难W紧贴在忍模上，造成成品管材尺寸偏差大；本方法严格控制忍 模的圆度、直线度及安装精度：忍模圆度偏差不高于±0. 015mm，忍模直线度偏差不高于 ±0. 02mm;忍模安装跳动精度不高于±0. 03mm，本方法跳动精度采用百分表测量；
[0007] (2)合理设计台阶旋轮结构：旋轮台阶高度4. 6mm，工作角25°，退出角12°，圆角 半径r= 8mm；
[0008] (3)旋压巧料壁厚尺寸偏差：在旋压过程中巧料遵循体积不变原理，若壁厚偏差 较大，则在壁厚较厚的一侧沿长度方向延长较长，造成管材弯曲，经多批次实验研究，巧料 壁厚偏差不能高于±0. 03mm;
[0009] (4)严格控制变形区的溫度：侣合金在旋压过程中，巧料与旋轮、巧料与忍模之间 的摩擦会产生大量的热，侣合金在变形时也会产生变形热，从而导致旋压变形区溫度升高， 侣合金热膨胀系数大，导致变形区巧料热膨胀较大，旋轮与忍模间隙不变，实际变形量大于 名义变形量，从而导致管材扩径，不易贴模，由于管材没有贴模，管材内壁与忍模有一定的 间隙，进行下一道次旋压时，管材尺寸不易控制，导致成品尺寸精度超差，本方法通过冷却， 控制变形区溫度小于l〇〇°C;
[0010] (5)在控制上述因素的基础上，进行多道次旋压工艺：
[0013] 所述管材的壁厚为2 + 0. 1mm，该管材多道次旋压工艺优选为：
[0015] 本发明的有益效果为：采用本发明所述方法加工大尺寸薄壁侣合金管材，精度显 著提高，克服了传统旋压加工过程中易出现的管材弯曲，直线度超差的问题。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是 示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0017] 本实施例中高精度大尺寸薄壁侣合金管材的尺寸要求：外径85~200 + 0. 2mm， 壁厚2 + 0. 1mm，长度2000±5mm，管材的直线度在标准平台上用塞尺法检测，偏差小于 0. 8/2000mm，管材内表面光滑，外表面纵、横向允许的划伤不超过0. 02mm，外表面允许有轻 微的旋压纹。
[0018] 实施例1 :生产外径为85 + 0. 2mm的薄壁侣合金管材
[0019] (1)忍模加工尺寸及安装精度：忍模外径尺寸81 + 0. 015mm，长度2100mm，忍模直 线度偏差±0. 02mm，忍模安装跳动精度±0. 03mm;
[0020] 似台阶旋轮结构：旋轮台阶高度4. 6mm，工作角25。，退出角12。，圆角半径r= 8mm；
[0021] (3)旋压巧料尺寸：内径 81. 1 ±0. 02mm，壁厚 11 ±0. 03mm，长度 480mm;
[0022] (4)旋压过程中采用冷却水进行冷却，控制变形区溫度小于100°C;
[0023] (5)在控制上述因素的基础上，进行如表1所示的多道次旋压工艺。
[0024] 实施例2:生产外径为120 + 0. 2mm的薄壁侣合金管材
[00巧](1)忍模加工尺寸及安装精度：忍模外径尺寸116 + 0. 015mm，长度2100mm，忍模直 线度偏差±0. 02mm，忍模安装跳动精度±0. 03mm;
[0026]似台阶旋轮结构：旋轮台阶高度4.6mm，工作角25。，退出角12。，圆角半径r= 8mm；
[0027] (3)旋压巧料尺寸：内径 116. 1 ± 0. 02mm，壁厚 11 ± 0. 03mm，长度 480mm；
[0028] (4)旋压过程中采用冷却水进行冷却，控制变形区溫度小于100°C;
[0029](5)在控制上述因素的基础上，进行如表1所示的多道次旋压工艺。
[0030] 实施例3:生产外径为200 + 0. 2mm的薄壁侣合金管材
[003。 （1)忍模加工尺寸及安装精度：忍模外径尺寸196 + 0. 015臟，长度2100mm，忍模直 线度偏差±0. 02mm，忍模安装跳动精度±0. 03mm;
[0032]似台阶旋轮结构：旋轮台阶高度4.6mm，工作角25。，退出角12。，圆角半径r= 8mm；
[0033] (3)旋压巧料尺寸：内径I96. 1 ±0. 〇2mm，壁厚 11 ±0. 〇3mm，长度 480mm；
[0034] (4)旋压过程中采用冷却水进行冷却，控制变形区溫度小于100°C;
[0035] (5)在控制上述因素的基础上，进行如表1所示的多道次旋压工艺。
[0036] 表 1
[0037]
[0038] 从生产的外径85mm、120mm、200mmS种规格的薄壁侣合金管材中，每I吨产品里随 机抽取10个样本，结果如表2所示：
[0039] 表 2
【主权项】
1. 一种高精度大尺寸薄壁侣合金管材旋压方法，所述管材允许加工偏差为：外径尺 寸偏差±0. 2mm，壁厚公差±0.Imm;管材长度偏差+IOmm;管材的直线度在标准平台上 用塞尺法检测，偏差小于0. 8/2000mm;管材内表面光滑，外表面纵、横向允许的划伤不超过 0.02mm，其特征在于，该方法具体如下： (1) 忍模加工尺寸和安装精度：圆度偏差不高于±0. 015mm，忍模直线度偏差不高于 ±0. 02mm，忍模安装跳动精度不高于±0. 03mm; (2) 台阶旋轮结构：旋轮台阶高度4. 6mm，工作角25°，退出角12°，圆角半径r= 8mm； (3) 旋压巧料壁厚尺寸偏差不高于±0. 03mm; (4) 旋压过程中进行冷却，控制变形区溫度小于100°C; (5) 在控制上述因素的基础上，进行多道次旋压工艺：2. 根据权利要求1所述一种高精度大尺寸薄壁侣合金管材旋压方法，其特征在于，所 述管材的壁厚为2 + 0. 1mm，该管材多道次旋压工艺为：
【专利摘要】本发明属于金属材料加工技术领域，特别涉及一种高精度大尺寸薄壁铝合金管材旋压方法。该方法的特征在于严格控制芯模加工尺寸及安装精度、台阶旋轮结构、坯料壁厚尺寸精度、变形区温度，在控制上述因素的基础上制定多道次旋压工艺。采用本发明所述方法加工大尺寸薄壁铝合金管材，精度显著提高，克服了传统旋压加工过程中易出现的管材弯曲，直线度超差的问题。
【IPC分类】B21D22/16, B21D37/16
【公开号】CN105363869
【申请号】CN201510831624
【发明人】柴国强, 李德富
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月25日