一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法技术

本发明专利技术提供了一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，包括：根据环形件的模型尺寸，将环形件模型沿周向分成N个弧形件模型；设计热成形工序件，并设计热成形模具；确定所需要的坯料的尺寸并下料，将下料得到的坯料圈圆预成形，制备圈圆预成形件；采用热成形模具对圈圆预成形件实施热成形，得到热成形工序件；去除热成形工序件的工艺余量，制备得到弧形件；将N个弧形件进行表面处理；将N个经表面处理后的弧形件装配，焊接得到环形件；将焊接后的环形件进行校形。本发明专利技术采用钣金预成形+热成形+焊接复合成形技术，不同部位采取最合适成形技术，从而整体实现零件的精密成形，能有效减少后续加工量，避免后续手工校形，提高效率，降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法


[0001]本专利技术属于精密钣金加工
，特别涉及一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法。

技术介绍

[0002]大尺寸环形结构在航空航天、武器装备等领域应用十分广泛。在航空航天领域，环形结构件产品的型面复杂程度、轻量化程度越来越高，制造精度要求也越来越高。薄壁环形件的常用制造方法主要为旋压成形和圈圆焊接复合制造两种。但是旋压成形对设备要求较高，且成形效率较低。圈圆焊接复合制造方法受零件结构特点限制，仅适用于简单型面环形构件。
[0003]因此，需要设计一种合理高效的成形方法以解决以上问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供了一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，能够克服现有技术对设备要求高、外形精度控制困难或成本较高的缺点，有效地保证大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的精密成形，从而完成本专利技术。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1，根据环形件的模型尺寸，将环形件模型沿周向分成N个弧形件模型；
[0008]步骤2，根据弧形件模型设计热成形工序件，并设计热成形模具；
[0009]步骤3，由所述热成形工序件的外形尺寸确定所需要的坯料的尺寸并下料，将下料得到的板材坯料圈圆预成形，制备圈圆预成形件；
[0010]步骤4，采用热成形模具对圈圆预成形件实施热成形，得到热成形工序件；
[0011]步骤5，去除步骤4中成形的热成形工序件的工艺余量，制备得到弧形件；
[0012]步骤6，将步骤5中的N个弧形件进行表面处理；
[0013]步骤7，将步骤6中N个经表面处理后的弧形件装配，焊接得到环形件；
[0014]步骤8，将焊接后的环形件进行校形。
[0015]根据本专利技术提供的一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，具有以下有益效果：
[0016](1)本专利技术提供的一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，通过合理拆分环形件成弧形件，在保证不过度增加工作量的情况下，降低产品加工难度，保证产品质量；
[0017](2)本专利技术提供的一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，通过设计热成形模具、三维五轴激光切割模具、弧形件焊接工装和校形工装，能够极大降低成形难度，提高生产效率，保证批量加工质量；
[0018](3)本专利技术提供的一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，采用钣金预成形+热成形+焊接复合成形技术，不同部位采取最合适成形技术，弧形件尺寸精度、型面精度以及表面质量较高，从而整体实现零件的精密成形，能有效减少后续加工量，避免后续手工校形，提高效率，降低成本。
附图说明
[0019]图1为本专利技术提供的一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法的流程图；
[0020]图2为大尺寸薄壁环形件的示例性结构示意图；
[0021]图3为大尺寸薄壁环形件的复杂曲线截面示意图；
[0022]图4为弧形段的示例性示意图；
[0023]图5为热成形工序件的示例性示意图；
[0024]图6为热成形模具的示例性示意图；
[0025]图7为圈圆预成形件的示例性示意图；
[0026]图8为三维五轴激光切割模具的结构示意图；
[0027]图9为激光切割路线上存在非切割点的结构示意图；
[0028]图10为弧形件焊接工装的整体结构示意图；
[0029]图11为弧形件焊接工装的局部结构示意图；
[0030]图12为弧形件焊接工装中内压板与工装内环的安装示意图；
[0031]图13为校形工装的结构示意图；
[0032]图14为校形工装中分体式外模的结构示意图。
[0033]附图标号说明
[0034]1‑
上模；11
‑
工艺凸台；2
‑
下模；21
‑
工艺凹槽；3
‑
模座；4
‑
随型磁铁；5
‑
工装内环；6
‑
内压板；7
‑
外压板；8
‑
铜槽；9
‑
外模；10
‑
芯模。
具体实施方式
[0035]下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0036]本专利技术提供了一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0037]步骤1，根据环形件的模型尺寸，将环形件模型沿周向分成N个弧形件模型；某环形件的模型如图2所示，截面曲线如图3所示，弧形件模型如图4所示；
[0038]步骤2，根据弧形件模型设计热成形工序件(图5)，并设计热成形模具(图6)；
[0039]步骤3，由所述热成形工序件的外形尺寸确定所需要的坯料的尺寸并下料，将下料得到的板材坯料圈圆预成形，制备圈圆预成形件(图7)；
[0040]步骤4，采用热成形模具对圈圆预成形件实施热成形，得到热成形工序件；
[0041]步骤5，去除步骤4中成形的热成形工序件的工艺余量，制备得到弧形件；
[0042]步骤6，将步骤5中的N个弧形件进行表面处理；
[0043]步骤7，将步骤6中N个经表面处理后的弧形件装配，焊接得到环形件；
[0044]步骤8，将焊接后的环形件进行校形。
[0045]在本专利技术中，步骤1中，所述将环形件模型沿周向分成N个弧形件模型的步骤中，环形件的壁厚δh为0.5～5mm，弧形件的个数满足2≦N≦8，分后弧形件对应的弦长一般应不大于1000mm，弓高一般应不大于400mm。
[0046]在本专利技术中，步骤2中，如图5所示，设计的热成形工序件在宽度方向和弧长方向均有工艺余量，其中，宽度方向在原弧形件两侧增加工艺筋槽，防止后续成形时褶皱缺陷的产生；弧长方向在两端对应增加弧长即可。
[0047]如图6所示，所述热成形模具包括上模1和下模2，上模型面与弧形件凹陷面的弧面随型，下模型面与弧形件凸起弧面随型，上模型面两侧设计有两条弧形工艺凸台11，下模型面两侧设计有两条弧形工艺凹槽21，工艺凸台11和工艺凹槽21配合，用于加工工艺筋槽。
[0048]在本专利技术中，步骤3中，所述坯料的宽度D＝L
j
+L
y1
，L
j
为环形件截面展开长度，L
y1
为宽度方向工艺余量，工艺余量L
y1
一般为(50
‑
200)mm；所述坯料的长度L＝L
h
+L
y2
，L
h
为弧形件最大弧对应的弧长，L
y2
为长度方向工艺余量，工艺余量L
y2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，根据环形件的模型尺寸，将环形件模型沿周向分成N个弧形件模型；步骤2，根据弧形件模型设计热成形工序件，并设计热成形模具；步骤3，由所述热成形工序件的外形尺寸确定所需要的坯料的尺寸并下料，将下料得到的板材坯料圈圆预成形，制备圈圆预成形件；步骤4，采用热成形模具对圈圆预成形件实施热成形，得到热成形工序件；步骤5，去除步骤4中成形的热成形工序件的工艺余量，制备得到弧形件；步骤6，将步骤5中的N个弧形件进行表面处理；步骤7，将步骤6中N个经表面处理后的弧形件装配，焊接得到环形件；步骤8，将焊接后的环形件进行校形。2.根据权利要求1所述的大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，其特征在于，步骤1中，所述将环形件模型沿周向分成N个弧形件模型的步骤中，分后的弧形件的个数满足2≦N≦8，分后弧形件对应的弦长不大于1000mm，弓高不大于400mm。3.根据权利要求1所述的大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，其特征在于，步骤2中，设计的热成形工序件在宽度方向和弧长方向均有工艺余量，其中宽度方向在原弧形件两侧增加有工艺筋槽。4.根据权利要求1所述的大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，其特征在于，步骤2中，所述热成形模具包括上模(1)和下模(2)，上模型面与弧形件凹陷面的弧面随型，下模型面与弧形件凸起弧面随型，上模型面两侧设计有两条弧形工艺凸台(11)，下模型面两侧设计有两条弧形工艺凹槽(21)，工艺凸台(11)和工艺凹槽(21)配合，用于加工工艺筋槽。5.根据权利要求1所述的大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，其特征在于，步骤3中，所述坯料的宽度D＝L
j
+L
y1
，L
j
为环形件截面展开长度，L
y1
为宽度方向工艺余量，工艺余量L
y1
为50～200mm；所述坯料的长度L＝L
h
+L
y2
，L
h
为弧形件最大弧对应的弧长，L
y2
为长度方向工艺余量，工艺余量L
y2
为10～200mm。6.根据权利要求1所述的大尺寸薄壁复杂曲线截面环形件的成形方法，其特征在于，步骤5中，采用三维五轴激光切割模具去除工艺余量，所述三维五轴激光切割模具包括模座(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘奇，韩冰，陈海明，高慧，周蕾蕾，李保永，李宏伟，韩维群，姚为，
申请(专利权)人：北京航星机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：