[发明专利]一种二次曲线头罩旋压成形方法

说明书

本发明提出本发明提出一种二次曲线头罩旋压成形方法，采用局部剪切旋压与普旋复合旋压技术结合，仅使用一个模具即将厚壁金属板坯直接成形为二次曲线形头罩类回转壳体。本发明实现了厚壁板坯一次旋压成形二次曲线头罩，解决了单模具旋压板坯厚度大、材料强度大带来的局部拉伸变薄严重、产品不易贴合模具等问题，与此类产品传统的多模具、多道次剪切旋压或普旋复合旋压方法相比，减少了旋压道次数，提高了生产效率，大幅降低了生产成本，避免了多次装夹导致的产品定位精度偏差，预防了起皱、断裂等缺陷。

技术领域

本发明涉及一种二次曲线头罩旋压成形方法，属于旋压成形技术领域。

背景技术

旋压成形是二次曲线形头罩类产品成形时主要采用的技术方法，目前针对厚壁(大于等于15mm)产品主要采用板形毛坯经过多模具、多道次整体剪切旋压后再进行一次普旋成形(每次旋压使用的模具尺寸、形状不同)。这是由于厚壁板坯单次旋压时成形力大，材料很难贴合模具，材料拉薄严重，易出现起皱、断裂等缺陷，产品型面、壁厚很难满足要求等问题，故无法一次成形，必须在普旋前增加多个锥角不同的锥形模具，采用剪切旋压的方法使板坯逐步变形，从而降低最终普旋成形难度。采用上述方法，旋压加工时间长，中间需经过多次热处理，生产效率低；同时由于需要多次更换模具，热处理变形和定位不一致的问题突出，产品形状、位置、尺寸精度很难保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种高效率、高精度、仅使用一个模具旋压成形二次曲线形头罩的方法。

本发明的技术解决方案：一种二次曲线头罩旋压成形方法，通过以下步骤实现：

第一步，加工圆形板坯；

将旋压板坯设计为如图2所示的圆形，旋压板坯的壁厚t依据剪切减薄率计算确定，直径φD依据体积不变原则，并考虑预留工艺边余量由产品综合计算所得；实际工程中根据板坯的材料及厚度具体选择，一般剪切减薄率按照30％-45％(常规金属材料如铝合金、钢等通用)考虑，工艺边余量取产品体积的20％左右。将从厂家采购的标准板材通过线切割、水切割等方法中的一种加工成预定直径的圆形板坯，同时确定板坯中心及以板坯中心为中心的尾顶对准圆，板坯与模具贴合一侧边部倒成外凸圆角，防止大端口部出现包边现象。

第二步，板坯去应力处理；

针对具体板坯材料选择去应力处理工艺，降低板坯强度，使其符合旋压要求。

第三步，确定旋压轨迹，

通过设计预成形普旋轨迹，设计剪切旋压的减薄率、减薄轨迹长度、减薄轨迹形状，设计一个旋程中普旋与剪切旋压结合的复合旋压轨迹。

A3.1、确定剪切旋压的道次数和剪切旋压的道次间距，

剪切旋压的道次间距是指每一次进行剪切旋压的长度，本发明采用的剪切旋压与现有技术中将板坯整体进行一次剪切旋压不同，本发明为局部剪切旋压，每一次只对板坯的一部分进行剪切旋压，剪切旋压的道次间距为20～30mm；剪切旋压的道次数是指进行局部剪切旋压的次数，剪切旋压的道次数一般不小于10次，具体道次间距长度和道次数根据材料特性、成形特点及成形后产品的大小确定，若产品尺寸大则可增加道次间距长度和道次数。

A3.2、确定每一道次剪切旋压的旋压轨迹；

将短轨迹曲母线剪切变形等效为局部的锥形体剪切变形，依据材料减薄率选择原则，并按照剪切旋压正旋律规律设计第一次短剪切旋压之前需要的板坯切线与轴线夹角即剪切角，进而确定第一次剪切旋压时板坯需要达到的形状；通过普旋的方式使板坯成形为前述形状，在这个过程中，考虑到厚板普旋成形的特点，依据渐开线理论公式设计普旋轨迹形状和普旋起旋点，依据材料变形特点确定普旋预成形次数；设计一个旋程中剪切旋压与普旋的配合运动轨迹，使每一次普旋成形后板坯切线与轴线夹角满足下一次剪切旋压需求；

第四步，旋压，