【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及零件塑性加工，更具体地说，涉及一种复杂变截面回转体塑性成形方法。
技术介绍
1、伴随各类航空航天飞行器的远航程、高可靠、低成本、轻量化的需求增加，钛合金、高温合金等常温难成形金属结构件应用也越来越广泛，尤其在关键承力部件例如航空发动机高温合金机匣、尾喷管，航天发动机环形件等。由于材料常温屈服强度高，为了降低变形抗力，提高材料可塑性，一般采用热加工工艺。对于变截面回转体零件，往往采用“锻造+整形+机加工”的加工工艺路线，材料利用率在35-55％，加工周期长，效率低，大量的材料用于切削。而晶粒度等级还只有6-8级，制约了型号的服役能力。
2、旋压工艺是一种近净成形方法，一般适用于中等壁厚/薄壁回转体金属零件成形，属于等材加工
不同于自由锻造、碾环工艺的是，旋压工艺的工装较为灵活，旋轮是施加压力的主要工具，数控旋压机中旋轮的运动轨迹又能够通过数控程序控制，可以根据不同产品的形状调整。同样的，一般旋压工艺需要根据零件的形状制造芯模，每一个产品都需要定制模具。这也制约了零件的加工周期、加工效率以及加工灵活性。
3、所以亟需一种加工工艺既能够克服锻造工艺的弊端，又能够结合柔性旋压工艺特点，实现变截面环形件的精准柔性塑性成形。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种复杂变截面回转体塑性成形方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题：
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种复杂变截面回转体塑性成形方法，包括
4、设计锻造胚料尺寸：设定产品体积为v产品，内形面厚度机加工余量为v内，外形面厚度机加工余量为v外，高度及装夹方向的加工余量为v高，则需投料体积v投料＝v内+v外+v高；
5、锻造胚料：根据产品体积计算出需投料体积v投料后，用投料锻造毛坯；
6、设计旋压工艺：根据旋压材料和厚度，选择旋压对轮的数量，及旋压方式；旋压对轮安装于旋轮座上，旋轮座通过角度调整机构安装于旋压机床上；
7、热旋压成形：a.将锻造机加工预热好的坯料固定在旋压机床上；b.采用感应加热装置进行补热，开启热监控装置；不耐氧化材料要在变形区涂覆抗氧化涂料；c.温度达到设定指标后，启动机床，运行旋压轨迹，同时变形过程中始终保持变形温度在一定范围内恒定；d.旋压结束后，取出零件；
8、机加工：坯料旋压成形后，采用机加工的方式去除加热产生的氧化层、氢化层；同时按成品要求取样、检测探伤，合格后按成品零件进行精加工。
9、优选地，锻造毛坯包括：
10、当最终需求零件为直筒形零件时，锻造毛坯内径预留2-3mm机加工余量；
11、当最终需求零件为异形回转体零件时，锻造毛坯内径取最大内径和最小内径的平均值。
12、优选地，旋压方式包括：等距旋压和错距旋压；
13、错距旋压错距量的选择以后面一组旋轮前端面不超过前面一组旋轮后端面为原则。
14、优选地，设计旋压工艺包括：
15、设计旋轮形貌：成形旋轮材质选用具有一定红硬性的材料，根据初始材料厚度及零件厚度，设计旋轮成形圆角半径r，r在0.5-1.2t之间，t为锻造毛坯厚度；
16、设计旋压道次：首先确认材料的最大单道次极限变形量φ锻造毛坯为锻造毛坯在某一截面的直径，φ旋压为该截面旋压后的直径；
17、设计旋压参数：根据胚料材料，设计旋压温度、机床转速、旋轮进给参数；加热采用电阻炉预热，旋压过程采用感应加热配合补充热量；
18、设计旋压轨迹：采用自动编程软件，首先将复杂的样条、抛物线等产品形面进行拾取，拾取后软件将复杂曲线离散为光滑连接的圆弧曲线，根据产品精度及计算时间设定调整离散圆弧数量及偏离精度，结合不同产品旋压道次的设计，完成每一道次旋压轨迹的设计。
19、优选地，设计旋轮形貌还包括：
20、旋轮轴线与机床主轴线平行；
21、旋轮轴线与机床主轴线存在夹角：当零件局部有特殊结构，比如带有一定倾角的局部加强环结构，旋轮轴线与机床主轴线平行无法平形时，旋轮可以与机床主轴存在一定夹角，夹角通过角度调整机构实现。
22、优选地，确定单道次变形量的方法为：厚度减薄不超过原材料厚度30％情况下直径的最大变化值；如果超过这个值，整个旋压过程就不宜采用一道次成形，分为多道次变形有利于应力分散，同时能够抑制减薄，设定旋压道次为n。
23、优选地，角度调整机构包括距离感应模块、数据分析模块、驱动器、角度调整模块；
24、距离感应模块设置多组，分别位于旋轮上和旋轮座上，用于测量旋轮和旋轮座距离加工零件的距离；
25、数据分析模块用于根据距离感应模块检测的数据，分析计算出旋轮座在调整角度时的移动路线，并以电信号的方式对驱动器发出指令；
26、驱动器根据数据分析模块发出的指令控制角度调整模块动作。
27、优选地，设计旋压工艺还包括旋轮数量的选择：旋轮的数量可以为一对轮，两对轮或多对轮，当胚料直径≥φ500mm时，采用多对轮的方法成形。
28、相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
29、本专利技术为各类大直径、难变形、变截面回转体零件柔性成形提供了锻造旋压一体化的精确塑性成型方法，尤其适用于各类航空发动机机匣零件。通过锻造工艺制备毛坯，提高了材料的利用率，同时采用高温柔性对轮旋压的工艺，扩大了材料的成形区间，提升了材料的性能，节省了模具的制造成本和准备周期，不仅适用于高强度钛合金、高温合金，对于其他高温成形零件同样具有适用性。
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1.一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于：锻造毛坯包括：
3.根据权利要求1所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于：旋压方式包括：等距旋压和错距旋压；
4.根据权利要求1所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于：设计旋压工艺包括：
5.根据权利要求4所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于：设计旋轮形貌还包括：
6.根据权利要求4所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于：确定单道次变形量的方法为：厚度减薄不超过原材料厚度30％情况下直径的最大变化值；如果超过这个值，整个旋压过程就不宜采用一道次成形，分为多道次变形有利于应力分散，同时能够抑制减薄，设定旋压道次为n。
7.根据权利要求1所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于：角度调整机构包括距离感应模块、数据分析模块、驱动器、角度调整模块；
8.根据权利要求1所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征
...【技术特征摘要】
1.一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于：锻造毛坯包括：
3.根据权利要求1所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于：旋压方式包括：等距旋压和错距旋压；
4.根据权利要求1所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于：设计旋压工艺包括：
5.根据权利要求4所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方法，其特征在于：设计旋轮形貌还包括：
6.根据权利要求4所述的一种复杂变截面回转体塑性成形方...
【专利技术属性】
技术研发人员：范作军，周路，韩兵超，
申请(专利权)人：西安博赛旋压科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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