[发明专利]一种方盘壳体毛坯成形方法及其配套成形模具

说明书

技术领域

本发明涉及航空插接件制作领域的工艺应用，具体的说是一种方盘壳体毛坯成形方法及其配套成形模具。

背景技术

在军用航空装备和各类电子系统中，方盘连接件是连接器件与组件、组件与单机、单机与单机、系统与系统必不可少的基础组件，在航空、航天、兵器和舰艇等军用武器装备中，起着电气连接传输能量和信号的重要作用。方盘连接件的材质一般为镁铝合金、不锈钢等，尺寸精度要求较为严格，必须适应各种复杂苛严的工作环境条件，传统使用的方盘连接件的制作工艺一般为切削加工，方盘壳体的内孔为方体盲孔，棱角尖锐，机加工时需要插、铣方法，成本高，效率低。而且坯料在进行切削加工时，金属内部的纤维组织被割断，降低了零件的机械性能，同时，材料浪费较大，工时消耗多，成本高，对于内孔为方孔等特殊形状产品的机械加工尤其困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的方盘壳体毛坯成形方法，及其配套成形模具，所要解决的技术问题是克服现有技术中采用切削加工方盘壳体所存在的降低其机械性能、浪费材料和加工困难等问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为，方盘壳体毛坯成形方法，包括以下步骤：

步骤一、为了方便入模，根据方盘壳体毛坯的目标尺寸选取铝合金棒料，锯切下料后，去除锯切材料的端面毛刺，制得锯切毛坯，以免影响后续挤压加工的毛坯的表面质量；

步骤二、将锯切毛坯进行软化处理后，在其表面涂上一层润滑剂，然后将毛坯放入到一序闭塞挤压模具中，毛坯的底部由一序挤压模具的顶件器支撑，利用一序挤压模具的下模环对毛坯下部的外圆面定位，用由内到外依次嵌套的第一芯轴、第一芯轴套和弹性浮动压套对毛坯同时进行镦粗和挤压，其中，用第一芯轴套镦压毛坯顶面，用第一芯轴在毛坯中心冲出一方形盲孔，用弹性浮动压套限制毛坯上部镦粗后的外径，并配合下模环及其上方设置的上模环共同在毛坯的圆周面上挤压出一方形的法兰盘，毛坯中成形的方形盲孔的深度小于毛坯上端面距离法兰盘上端面的距离，经过加工得到一序毛坯，备用；

步骤三、取出步骤二加工后的一序毛坯并将其置于二序模具中，利用与毛坯下部圆周面及法兰盘尺寸相适应的第二模环对毛坯下部的外周面和法兰盘进行定位，用第二芯轴对一序毛坯的方形盲孔进行反挤压，同时用套设在第二芯轴外面的第二芯轴套限制毛坯的外径，使毛坯沿第二芯轴套与第二芯轴之间形成的空间纵向伸长，并使方形盲孔的深度达到目标尺寸，经过加工得到二序毛坯，备用；

步骤四、取出二序模具加工过的二序毛坯并将其置于三序模具中，利用第三凹模对二序毛坯外周面上的法兰盘进行定位，利用端部设有凸台的第三芯轴对二序毛坯进行挤压，使其形成方形盲孔相对两个内壁上具有弧形槽的三序毛坯，且弧形槽的纵向深度低于坯体上端面距离法兰盘上端面的竖直距离；

步骤五、将挤压成形合格的三序毛坯进行固溶时效处理，提高毛坯的硬度，改善其机械性能；然后将三序毛坯转数控机床进行机加工，使其外形达到目标外形尺寸。

其中，步骤二中的软化处理方法为，将步骤一的锯切毛坯置于400~430℃的电加热炉中保温1~2h，然后随炉冷却至室温；步骤二中的润滑剂为润滑油或硬脂酸锌粉。

用于上述方盘壳体毛坯成形方法中的配套成形模具，包括定位模具、凹模固定圈、凸模固定座、一序闭塞挤压模具、二序模具和三序模具，其中，一序闭塞挤压模具包括能够固定在定位模具上端的第一模环和用于一序毛坯成形的第一凸模和弹性浮动压套，所述第一凸模和弹性浮动压套固定在第一凸模外套形成的腔室中，第一凸模外套能够嵌套在凸模固定座中，第一凸模由与所述一序毛坯中目标盲孔形状相适应的第一芯轴以及套设在第一芯轴外的第一芯轴套组成，第一芯轴套设在弹性浮动压套的内腔中，弹性浮动压套的下端设有用于卡接在第一凹模上端的凸台；所述的第一模环固定在凹模固定圈形成的腔室中，且第一模环由上模环以及用于定位毛坯的下模环组成，且上模环的内径与所述一序毛坯中法兰盘的目标外径相同，下模环的内径与所述一序毛坯下部的目标外径相同。其中，弹性浮动压套和下模环的内径相同。

所述的二序模具包括嵌套在凸模固定座中的第二凸模和能够固定在定位模具上端且呈一体结构的第二模环，第二模环固定在模环固定圈形成的腔室中，第二凸模由与二序毛坯中目标方形盲孔尺寸相适应的第二芯轴以及套设在第二芯轴上的第二芯轴套组成。