大角度反拉型材框拉弯成形工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种大角度反拉型材框拉弯成形工艺，分别经下料、预拉弯成形、淬火、补拉弯成形、修整并切割最终获得零件，并且本工艺的模具也做了相应改进，模具中间部分的弧度略小于两端头部分的弧度。本工艺采用两次拉弯成形工艺并结合端头轮廓增大的模具设计，零件成形后尺寸精度得到显著提高，满足图纸技术要求；零件拉弯后回弹量很小，手工修整量很小，大大降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。
【专利说明】大角度反拉型材框拉弯成形工艺
【技术领域】
[0001]本发明创造属于金属加工领域，尤其是涉及对金属大角度反拉型材框进行弯曲的加工工艺。
【背景技术】
[0002]目前对型材框进行弯曲成形主要采用拉弯成形工艺，拉弯是在毛料弯曲的同时加以轴向拉力，改变毛料剖面内的应力分布情况，使之趋于均匀一致，以减少回弹和提高剖面尺寸精度。所采用的拉弯成形过程一般为:首先对型材两端施加一定的预拉力，使横剖面上的应力略超过屈服极限，然后通过夹钳的运动施加弯矩使之弯曲并贴膜，最后施加一定的补拉量。
[0003]型材框作为火箭体结构件与壁板、桁条共同构成型号产品的骨架，并在运载火箭中广泛应用。某型号运载火箭二级箱间段前端框由两个半圆框组合螺接而成，半圆框如图1a和图1b所示，半框零件I为大角度型材框，直径Φ4980πιπι，为反拉框。其在运载火箭中首次应用，与现有型号使用的型材框相比，最大的特点是此型材为大钝角型材，如图1b所示，半框I由一底边11和一斜边12 —体组成，两边间夹角较大，为146.3度，而现有型材框两边间夹角一般为90度，对于型材框来说两边间夹角的角度越大，拉弯成形难度越大:拉弯成形时斜边12由于倾斜角度较大容易向上滑动，而底边11由于处于自由状态不受约束，弯曲时容易翘起，使成形后的零件I的底边11与检验平台22的间隙及斜边12与角度样板21的间隙较大(零件超差如图2所示)，影响成形后的零件平面度和角度，此零件成形后尺寸超差较严重甚至报废。因此需合理设计成形工艺，选择合适的成形工艺参数。
[0004]另外，由于零件拉弯后会有一定的回弹，回弹是型材拉弯成形后不可避免的现象，当回弹量超过允许容差后，就成为成形缺陷，影响零件的几何精度。回弹一直是影响、制约模具和产品质量的重要因素。因此，需合理设计模具结构，在模具设计时需将回弹量考虑出，以抵消零件成形后的回弹。
【发明内容】
[0005]本发明创造要解决的问题是提供一种工艺，使对大钝角型材框进行反拉弯曲成形的零件的平面度、角度、弧度尺寸等均能满足装配要求。
[0006]为解决上述问题，本发明提供的工艺进行了创新，采用两次拉弯、中间热处理的成形工艺，并相应改进了模具结构。
[0007]本工艺具体采用如下步骤:
[0008]步骤1、下料:
[0009]采用锯床锯切指定长度的毛料；
[0010]步骤2、预拉弯成形:
[0011]a)整理模具型面；
[0012]b)上料:根据毛料长度调整拉弯机两侧张紧液压缸滑架位置，将毛料装入拉弯机两侧钳口并夹紧；
[0013]c)预拉弯成形:在拉弯机控制系统界面输入预拉弯参数:预拉力为9.5t，预拉弯包角为65°，对毛料进行预拉弯成形为预拉弯零件；
[0014]d)卸料:将拉弯机两侧液压缸钳口打开，将预拉弯零件从两侧钳口中卸下；
[0015]步骤3、淬火:对预拉弯零件进行淬火，淬火温度500±3°C，保温时间30?35min，然后水冷；
[0016]步骤4、补拉弯成形:
[0017]a)涂油:在拉弯模具与预拉弯零件接触部位均涂机油润滑；
[0018]b)上料:根据预拉弯零件长度调整拉弯机两侧张紧液压缸滑架位置，将预拉弯零件装入拉弯机两侧钳口并夹紧；
[0019]c)补拉弯成形:在拉弯机控制系统界面输入补拉弯参数:补拉力为10t，补拉弯包角为81°，补拉量为45mm，对预拉弯零件进行补拉弯成形为补拉弯零件；
[0020]d)卸料:将拉弯机两侧液压缸钳口打开，将补拉弯零件从两侧钳口中卸下；
[0021]步骤5、修整、切割:
[0022]a)粗切余里;:粗切补拉弯零件两头余里!，两各留10mm余里;；
[0023]b)修整:按样板型面对补拉弯零件的弧度、平度和角度进行手工修整；
[0024]c)精切余量:在零件两端头按样板切割线划线，按线精切零件两端头余量，获得最终所需零件。
[0025]进一步，步骤I所述锯床锯切的毛料长度为8750mm。
[0026]进一步,步骤2中b)所述拉弯机滑架位置参数为2850mm。
[0027]进一步,步骤4中b)所述拉弯机滑架位置参数为2850mm。
[0028]进一步，对于零件材质为2A12的要求淬火到修整完不超过1.5小时。
[0029]进一步，本工艺中的模具如图3a和图3b所示，整体大致呈半圆形，并且特点为:模具中间弧度相比两端头45°范围内的弧度略小。
[0030]本发明创造具有的优点和积极效果是:采用两次拉弯成形工艺并结合端头轮廓增大的模具设计，零件成形后尺寸精度得到显著提高，满足图纸技术要求；零件拉弯后回弹量很小，手工修整量很小，大大降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1a是组成某型号运载火箭二级箱间段前端框的一个半框的结构示意图；
[0032]图1b是图1a中A-A向的剖面旋转示意图；
[0033]图2是零件超差情况的示意图；
[0034]图3a和图3b分别是本工艺所采用的模具的主视图和侧视图。
[0035]图4是本工艺的流程示意图
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图对本发明创造的具体实施例做详细说明。
[0037]根据大角度型材框零件剖面结构的特点，本发明合理安排成形工序，合理设计模具，通过对工艺的改进和工艺上的创新，生产出尺寸合格的型材框零件，满足后续装配要求。
[0038]如图4所示，本工艺的具体实施例为:
[0039]步骤1、下料:
[0040]采用锯床锯切长度为8750mm的毛料，毛料的长度可根据最后成品零件的长度而选定，比成品零件的长度略长；
[0041]步骤2、预拉弯成形:
[0042]a)整理模具型面:拉弯前用棉纱擦除模具型面的杂物并检查其上是否由凸出物、凹陷或其它缺陷；
[0043]b)上料:根据毛料长度调整拉弯机两侧张紧液压缸滑架位置，本零件拉弯机滑架位置参数设置为2850mm，将毛料装入拉弯机两侧钳口并夹紧；
[0044]c)预拉弯成形:在拉弯机控制系统界面输入预拉弯参数:预拉力为9.5t，预拉弯包角为65°，对毛料进行预拉弯成形，此时被预拉弯成形后的毛料称为预拉弯零件；
[0045]d)卸料:将拉弯机两侧液压缸钳口打开，将预拉弯零件从两侧钳口中卸下。
[0046]步骤3、淬火:对预拉弯零件进行淬火，淬火温度500±3°C，保温时间30?35min，然后水冷；
[0047]步骤4、补拉弯成形:
[0048]a)涂油:在拉弯模具与预拉弯零件接触部位均涂机油润滑；
[0049]b)上料:根据预拉弯零件长度调整拉弯机两侧张紧液压缸滑架位置，对于本预拉弯零件，拉弯机滑架位置参数设置为2850mm，将预拉弯零件装入拉弯机两侧钳口并夹紧；
[0050]c)补拉弯成形:在拉弯机控制系统界面输入补拉弯参数:补拉力为10t，补拉弯包角为81°，补拉量为45mm，对零件进行补拉弯成形，此时补拉弯成形后的零件可称为补拉弯零件；
[0051 ] d)卸料:将拉弯机两侧液压缸钳口打开，将补拉弯零件从两侧钳口中卸下；
[0052]步骤5、修整并切割零件:
[0053]a)粗切余量:粗切补拉弯零件两端头余量，两端各留10mm余量。
[0054]b)修整零件:按样板型面对补拉弯零件弧度、平度和角度进行手工修整，2A12材料要求淬火到修整完不超过1.5小时；
[0055]c)精切余量:在补拉弯零件两端头按样板切割线划线，按线精切零件两端头余量，完工获得所需零件。
[0056]由于一般的型材框为正拉框，拉弯回弹后弧度变大，而此型材框为反拉框，拉弯回弹后弧度变小，回弹量为负回弹，对于型材框零件拉弯后出现负回弹是相当不好修整的，因此，模具对回弹量的计算要准确，模具半径应大于零件半径，但单纯的整体增大模具半径，效果并不明显，因此，在模具整体大致呈半圆形这一条件不变的情况下，本工艺对模具也进行了改进，如图3a所示:模具两端头部分(33、34)即图中所示两个45°范围内的弧度略大于模具中间部分(图中32所指)的中间90°范围内的弧度，本实施例的模具两端头部分的弧度为2447.5mm，中间部分的弧度为2447mm。这样，使成形的零件回弹量缩小，零件尺寸精度提高，成形后的零件弧度较合适。
[0057]以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.大角度反拉型材框拉弯成形工艺，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、下料: 采用锯床锯切指定长度的毛料； 步骤2、预拉弯成形: a)整理模具型面； b)上料:根据毛料长度调整拉弯机两侧张紧液压缸滑架位置，将毛料装入拉弯机两侧甜口并夹紧； c)预拉弯成形:在拉弯机控制系统界面输入预拉弯参数:预拉力为9.5t，预拉弯包角为65°，对毛料进行预拉弯成形为预拉弯零件； d)卸料:将拉弯机两侧液压缸钳口打开，将预拉弯零件从两侧钳口中卸下； 步骤3、淬火:对预拉弯零件进行淬火，淬火温度500±3°C，保温时间30?35min，然后水冷； 步骤4、补拉弯成形: a)涂油:在拉弯模具与预拉弯零件接触部位均涂机油润滑； b)上料:根据预拉弯零件长度调整拉弯机两侧张紧液压缸滑架位置，将预拉弯零件装入拉弯机两侧钳口并夹紧； c)补拉弯成形:在拉弯机控制系统界面输入补拉弯参数:补拉力为10t，补拉弯包角为81°，补拉量为45mm，对预拉弯零件进行补拉弯成形为补拉弯零件； d)卸料:将拉弯机两侧液压缸钳口打开，将补拉弯零件从两侧钳口中卸下； 步骤5、修整、切割: a)粗切余量:粗切补拉弯零件两端头余量，两端各留10mm余量； b)修整:按样板型面对补拉弯零件的弧度、平度和角度进行手工修整； c)精切余量:在零件两端头按样板切割线划线，按线精切零件两端头余量，获得最终所需零件。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤I所述锯床锯切的毛料长度为8750mmo
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤2中b)所述拉弯机滑架位置参数为2850mmo
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤4中b)所述拉弯机滑架位置参数为2850mmo
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:零件材质为2A12的要求淬火到修整完不超过1.5小时。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:所述模具整体大致呈半圆形，模具中间部分90度范围内的弧度相比模具两端头部分45度范围内的弧度略小。
7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于:模具中间部分弧度为2447mm，两端头部分弧度为2447.5mm。
【文档编号】B21D7/16GK104138944SQ201410388082
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】李倩, 张杰刚, 尹苹, 刘祥龙, 马凯, 孟凡成, 吴劲松, 倪贵金 申请人:天津航天长征火箭制造有限公司, 中国运载火箭技术研究院