一种阶梯盒形类零件工艺成形方法技术

本发明专利技术属于钣金复杂零件成形方法，涉及提供一种阶梯盒形类零件的成形工艺方法。本发明专利技术先对展开料进行拉伸成形，然后经中间退火后进行液压成形，再钣金去余料，然后经热处理后，钣金校形，其中，在拉伸成形时，将零件底部拉伸到位，由后续液压成形工序对拉伸到位的零件底部作业成形出阶梯形。本发明专利技术实施时，拉伸用于零件预先成形，同时为后续液压工序预留材料，然后由液压工序完成阶梯形的成形，充分发挥了零件延展性，也充分的利用金属塑性变形的体积不变原理。避免了原有成形过程中零件周边存在破裂、滑移线、粗晶、“桔皮”、起皱等成形缺陷，提高了零件的质量，降低了产品报废率，节约了生产成本。因成形缺陷导致的零件报废率由原有的30％降低至1％。

【技术实现步骤摘要】
一种阶梯盒形类零件工艺成形方法
本专利技术属于钣金复杂零件成形方法，涉及提供一种阶梯盒形类零件的成形工艺方法。
技术介绍
对于现有阶梯盒类零件成形，传统一般采用手工刨打或多次拉伸的方法，采用手工刨打的方法，零件在刨打过程中，容易产生局部裂纹、局部变薄、锤痕等成形缺陷，严重时造成零件的报废。此种方法零件完全依靠工人手工刨打成形，对工人技术水平要求非常高，零件成形稳定性差，零件报废率较高，约为50％。采用多次拉伸的方法，由于受到材料本身的成形性能限制，只能实现部分阶梯盒形类零件的成形，但成形过程中仍然存在局部变薄、破裂、粗晶、起皱等成形缺陷，成形成本较高，成形成功率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是：根据塑性变形的基本规律，体积不变定律与最小阻力定律，提出了一种拉伸与液压结合，缺陷少，成型成功率高，报废低的阶梯盒形类零件工艺成形方法。本专利技术的技术方案是：一种阶梯盒形类零件的成形工艺方法，其先对展开料进行拉伸成形，然后经中间退火后进行液压成形，再钣金去余料并制孔，然后经热处理后，钣金校形，其中，在拉伸成形时，将零件底部拉伸到位，由后续液压成形工序对拉伸到位的零件底部作业成形出阶梯形。所述的阶梯盒形类零件的成形工艺方法，其具体过程如下：步骤1：制取展开料根据具体阶梯盒形零件计算展开毛料尺寸，制取展开料；步骤2：拉伸成形根据零件具体情况尺寸，选择拉伸模凸模圆角、凹模圆角，若零件内R角为R3mm，高度为30mm，外形尺寸为：140mmX308mm，应将拉伸模凸模圆角R选择在R4mm至R6mm之间，拉伸模凹模圆角R选择在R6mm至R10mm之间。一般进行一次性拉伸作业，使得拉伸底部深度达到产品最后深度；步骤3：对拉伸完的产品进行退火消除残余应力；步骤4：液压成形零件引伸到位后，压模阴模自上而下运动，运动到零件底部时，压模阴模R角处与压模阳模R角处共同作用下，使得该处材料开始塑性变形，随着压模阴模继续向下运动，压模阴模R角处与压模阳模R角处开始对材料产生拉伸的作用，直至零件达到阶梯状态。步骤5：钣金成形去除多余材料，然后热处理后，校形。本专利技术的优点是：本专利技术避免了原有成形过程中零件周边存在破裂、滑移线、粗晶、“桔皮”、起皱等成形缺陷，提高了零件的质量，降低了产品报废率，节约了生产成本。因成形缺陷导致的零件报废率由原有的30％降低至1％。附图说明图1：二层阶梯盒形零件典型图；图2：工序安排简图；图3：拉伸成形过程示意图；图4：液压成形过程示意图；图5：典型零件主视图；图6：图5的A-A剖视图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：对于大多数阶梯盒件类零件，多为圆形、长圆形、长方形等，对该类零件，均可采用本专利技术方案进行成形。下面以二层阶梯盒形零件为例详细介绍成形工艺方法，典型零件见附图1所示，具体工序安排见附图2所示，(1)制展开料根据具体阶梯盒形零件计算展开毛料尺寸，毛料为长圆形，长宽尺寸分别为：394mm、234mm，长圆处R角为R117mm。(2)拉伸成形此步工序是比较关键的，是后续工序的基础，本步工序一般要实现两个目的，第一、完成阶梯盒形零件第一层(即最大的一层或底层)阶梯的成形。第二、为第二层(即较小层或顶层)阶梯预留足够的材料，为后续液压工序做好成形基础。此外，按照材料的变形和受力情况，拉伸过程中的任一时刻，工件材料可以划分为五个区，分别为凸缘区、凹模圆角区、筒壁区、凸模圆角区、筒底区如附图3所示，各区材料的变形和受力状态不同，凸模圆角区区域的材料在拉深一开始就受到凸模的冲压，在拉深过程中，又受到双向应力的张拉和一定的弯曲作用，从而使厚度变薄，该区域材料应变硬化效应增强，承载能力下降，零件容易破裂。为了避免，凸模圆角区区域的材料出产生缺陷，在拉伸模具设计时，根据零件具体尺寸，内R为R2.8mm，高度为31mm，外形尺寸为140mmX308mm，法兰边尺寸为20mm，选择凸模圆角R角为R4mm与凹模圆角R角为R8mm，来改善和提高拉深性能。完成拉伸高度为31mm。(3)中间退火主要是为了消除拉伸工序过程中对零件产生的残余应力。(4)液压成形此步工序是成形阶梯形状的最后一步工序，根据塑性变形的基本规律，体积不变定律与最小阻力定律，即(体积不变定律：金属在塑性变形过程中，材料体积不变，因此会引起材料厚度不一致。最小阻力定律：金属变形总是沿着阻力最小的方向发展。)成形过程见附图4所示：零件拉伸高度至31mm状态后，压模凹模自上而下运动，运动到零件高度31mm状态位置时，压模凹模R角与压模凸模R角共同作用下，使得该处材料先开始塑性变形，随着压模凹模继续向下运动，压模阴凹R角与压模凸模R角开始对材料产生拉伸的作用，直至零件达到阶梯形状态。整个过程中，以下两点最重要，第一、零件拉伸高度至31mm状态参与变形部分与零件达到阶梯形状态参与变形部分体积相同(即工序(2)拉伸成形时预留材料体积与零件实际顶层阶梯材料体积相同)。第二、压模凹模R角与压模凸模R角除对材料产生弯曲作用之外，还对材料产生了拉伸作用，只有选择合理的压模间隙才能是材料更好的流动，确保零件成形时不产生缺陷。此处间隙为0.2mm。该步用于成形附图6中：阶梯盒高度尺寸16mm、15mm、角度尺寸为3°及附图6中外形尺寸R69.8mm、R49.8mm。(5)钣金成形此步工序去除多余材料，并制附图5中与的孔。(6)热处理(7)钣金校形本专利技术方法的关键点在于较好的结合拉伸与液压两种方法，及制定较为合理的拉伸工艺参数。拉伸用于零件预先成形，同时为后续液压工序预留材料，然后由液压工序完成阶梯形的成形，充分发挥了零件延展性，也充分的利用金属塑性变形的体积不变原理。避免了原有成形过程中零件周边存在破裂、滑移线、粗晶、“桔皮”、起皱等成形缺陷，提高了零件的质量，降低了产品报废率，节约了生产成本。因成形缺陷导致的零件报废率由原有的30％降低至1％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阶梯盒形类零件的成形工艺方法，其特征在于，先对展开料进行拉伸成形，然后经中间退火后进行液压成形，再钣金去余料，然后经热处理后，钣金校形，其中，在拉伸成形时，将零件底部拉伸到位，由后续液压成形工序对拉伸到位的零件底部作业成形出阶梯形。

【技术特征摘要】
1.一种阶梯盒形类零件的成形工艺方法，其特征在于，先对展开料进行拉伸成形，然后经中间退火后进行液压成形，再钣金去余料，然后经热处理后，钣金校形，其中，在拉伸成形时，将零件底部拉伸到位，由后续液压成形工序对拉伸到位的零件底部作业成形出阶梯形，具体过程如下：步骤1：制取展开料根据具体阶梯盒形类零件计算展开毛料尺寸，制取展开料；步骤2：拉伸成形根据零件具体情况尺寸，选择拉伸模凸模圆角、凹模圆角，若零件内R角为R3mm，高度为30mm，外形尺寸为：140mmX308mm，应将拉伸模凸模圆角R选择在R4mm至R6mm之间，拉伸模凹模圆角R选择在R6mm至R10mm之间，进行一次性拉伸作业，使得拉伸底部深度达到产品最后深度；步骤3：对拉伸完的产品进行退火消除残余应力；步骤4：液压成形零件拉伸到位后，压模凹模...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑东盛，王安良，
申请(专利权)人：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23