【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固体火箭发动机加工制造，具体涉及一种半球体零件温挤压复合成形方法。
技术介绍
1、半球体是航天领域固体发动机燃烧室壳体的一种典型零件，当前该类工件主要采用锻造与车削加工的方式进行生产，加工效率低，材料浪费严重；且由于锻造以及车削加工通常需要在后续增加退火处理，生产周期延长，生产效率低。同时，当工件尺寸规格较大，壁厚较薄且对工件性能要求较高时，传统的锻造不能很好的保证零件性能，易出现过热、过烧等锻造缺陷，严重影响固体发动机燃烧室壳体的性能，存在安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种半球体零件温挤压复合成形方法，该方法可有效规避因锻造、车削加工等的工序导致的材料利用率不高、加工效率低等弊端，经过温挤压复合成形后，加工工序更少，生产效率有效保证，材料利用率更高、零件性能更优。
2、本专利技术解决技术的方案是：
3、一种半球体零件温挤压复合成形方法，该半球体零件为薄壁高强钢型材，其结构包括曲面、等壁厚带翻边和直线段，包括：
4、步骤1：坯料下料，选用圆饼状原料作为初始坯料；
5、步骤2：使用冲孔模具，进行初始坯料冲孔成形，将毛坯冲制成带孔圆饼状结构，中心孔直径小于最终工件的中心孔尺寸；
6、步骤3：使用扩孔翻边模具，进行扩孔翻边成形，形成中心带孔的“t”字型坯料结构；
7、步骤4：使用反向翻边模具，进行反向翻边成形，形成弧状翻边结构与最终工件一致的反向翻边坯
8、步骤5：使用第一变薄旋压模具和第二变薄旋压模具，将半球体零件变壁厚型面结构完成二次变薄旋压成形；
9、步骤6：使用冲压弯曲模具，进行冲压弯曲成形，完成变壁厚型面结构弯曲成形，最终得到半球体零件结构。
10、进一步的，所述冲孔模具包括第一下模(21)、第一限位板(22)和第一温挤压芯模(23)；
11、进行初始坯料冲孔成形，具体为：
12、将初始坯料置于第一下模(21)的容腔内，将第一限位板(22)放置于初始坯料上方，压紧初始坯料，将初始坯料加热到金属再结晶温度之下的适当温度，用第一温挤压芯模(23)穿过第一限位板(22)中心通孔对初始坯料进行冲孔，因上下模具空间限位，初始坯料在冲孔过程中下形成中心带孔的圆饼状结构。
13、进一步的，所述扩孔翻边模具，包括：第二下模(31)、第二限位板(32)和第二温挤压芯模(33)；
14、所述进行扩孔翻边成形，具体为：
15、将冲孔成形后的坯料置于第二下模(31)的容腔内，将第二限位板(32)放置于坯料上方，压紧坯料，保持坯料加热，令第二温挤压芯模(33)顶端的锥面结构向下运动，使坯料中心孔扩大至与工件中心孔一致，形成中心带孔的t字形坯料结构；
16、进一步的，将初始坯料加热到800℃～900℃为金属再结晶温度之下的适当温度，进行扩孔翻边成形时，将第二下模(31)、第二限位板(32)和坯料共同加热到800℃～900℃。
17、进一步的，所述反向翻边模具包括：第三下模(41)、第三限位板(42)、t型冲模(43)和定位柱(44)；
18、进行反向翻边成形，具体为：
19、将t字形坯料结构放置于第三下模(41)内，通过第三限位板(42)将坯料限制在模具内，防止冲孔时坯料发生变形，通过定位柱(44)实现第三下模(41)、第三限位板(42)和t型冲模(43)三者定位，同时确保冲制过程中坯料的内孔保持已成形尺寸不发生改变，将毛坯加热到金属再结晶温度之下的适当温度，利用t型冲模(43)进行反向翻边冲制，由此形成弧状翻边结构与最终工件一致的反向翻边坯料。
20、进一步的，进行反向翻边成形时，将毛坯加热到金属再结晶温度之下的适当温度具体是指：将t字形坯料、第三下模(41)、第三限位板(42)和t型冲模(43)四者一起加热到800℃～900℃。
21、进一步的，所述第一变薄旋压模具包括：第一芯模(51)、第一限位螺母(52)和第一旋轮(53)；
22、所述第二变薄旋压模具包括：限位工装(61)、第二芯模(62)、第二限位螺母(63)和第二旋轮(64)；
23、所述将半球体零件变壁厚型面结构完成二次变薄旋压成形，具体为：将反向翻边坯料套在第一芯模(51)上，并通过第一限位螺母(52)对反向翻边坯料进行定位限制，根据计算好的变形工艺参数，第一旋轮(53)执行既定第一次变薄旋压程序，将半球体零件薄壁曲面结构完成第一次变薄旋压成形；
24、完成第一次变薄旋压成形后，该半球体零件进行第二次变薄旋压成形，将第一次变薄旋压成形结束的坯料套在第二芯模(62)上，并通过限位工装(61)对坯料进行定位限制，利用第二限位螺母(63)将限位工装(61)压紧至坯料表面，根据计算好的变形工艺参数，第二旋轮(64)执行既定第二次变薄旋压程序，将半球体零件变壁厚型面结构完成第二次变薄旋压成形。
25、进一步的，所述使用冲压弯曲模具包括成形凹模(71)、成形凸模(72)和分瓣式弯曲模具(73)；
26、进行冲压弯曲成形，具体为：利用所述成形凸模(72)向下运动时使得薄壁结构逐渐弯曲直至与成形凹模(71)、成形凸模(72)完全贴合，形成相契合的三心球型面结构；在不退出成形凹模(71)、成形凸模(72)的时候，所述分瓣式弯曲模具(73)在外侧向中心移动，完成变壁厚型面结构弯曲成形，最终得到半球体零件结构。
27、进一步的，所述半球体零件，其大端外径为460mm，中心孔内径84mm，工件高度173mm，曲面厚度6mm。
28、进一步的，所述半球体零件设计材料为30cr3sinimova高强钢材料。
29、本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
30、(1)本专利技术通过分步式组合模具方式，可以实现半球体零件成形，采用分步式加工手段，结合冲压、变薄旋压及钣金成形的步骤对毛坯进行加工，得到了曲面等壁厚翻边结构的半球体工件。
31、(2)本专利技术提出的方法采用简单的圆饼状毛坯，避免了通过锻造、热处理等加工工序，缩短了加工周期，提高了生产效率。
32、(3)本专利技术成形工件的通用性、互换性强，可用于多种类型结构的回转结构曲面等壁厚带翻边零件的一体成形，可有效保证工件性能，同时大幅提高材料利用率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种半球体零件温挤压复合成形方法，该半球体零件为薄壁高强钢型材，其结构包括曲面、等壁厚带翻边和直线段，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法，其特征在于：所述冲孔模具包括第一下模(21)、第一限位板(22)和第一温挤压芯模(23)；
3.根据权利要求2所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法，其特征在于：所述扩孔翻边模具，包括：第二下模(31)、第二限位板(32)和第二温挤压芯模(33)；
4.根据权利要求3所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法，其特征在于：将初始坯料加热到800℃～900℃为金属再结晶温度之下的适当温度，进行扩孔翻边成形时，将第二下模(31)、第二限位板(32)和坯料共同加热到800℃～900℃。
5.根据权利要求3所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法在反向翻边阶段，其特征在于：所述反向翻边模具包括：第三下模(41)、第三限位板(42)、T型冲模(43)和定位柱(44)；
6.根据权利要求5所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法在反向翻边阶段，其特征在于：进行反
7.根据权利要求5所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法在反向翻边阶段，其特征在于：所述第一变薄旋压模具包括：第一芯模(51)、第一限位螺母(52)和第一旋轮(53)；
8.根据权利要求1所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法在反向翻边阶段，其特征在于：所述使用冲压弯曲模具包括成形凹模(71)、成形凸模(72)和分瓣式弯曲模具(73)；
9.根据权利要求1所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法在反向翻边阶段，其特征在于：所述半球体零件，其大端外径为460mm，中心孔内径84mm，工件高度173mm，曲面厚度6mm。
10.根据权利要求1所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法在反向翻边阶段，其特征在于：所述半球体零件设计材料为30Cr3SiNiMoVA高强钢材料。
...【技术特征摘要】
1.一种半球体零件温挤压复合成形方法，该半球体零件为薄壁高强钢型材，其结构包括曲面、等壁厚带翻边和直线段，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法，其特征在于：所述冲孔模具包括第一下模(21)、第一限位板(22)和第一温挤压芯模(23)；
3.根据权利要求2所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法，其特征在于：所述扩孔翻边模具，包括：第二下模(31)、第二限位板(32)和第二温挤压芯模(33)；
4.根据权利要求3所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法，其特征在于：将初始坯料加热到800℃～900℃为金属再结晶温度之下的适当温度，进行扩孔翻边成形时，将第二下模(31)、第二限位板(32)和坯料共同加热到800℃～900℃。
5.根据权利要求3所述的一种半球体零件温挤压复合成形方法在反向翻边阶段，其特征在于：所述反向翻边模具包括：第三下模(41)、第三限位板(42)、t型冲模(43)和定位柱(44)；
6.根据权利要求5所述的一种半球体零...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜长林，杨锋，徐聪聪，张建，徐利军，赵亦东，李睿，钟茵，范宜旭，吴俊，
申请(专利权)人：上海新力动力设备研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。