[发明专利]一种铝合金复杂异形曲面结构件精密塑性成形方法

说明书

一种铝合金复杂异形曲面结构件精密塑性成形方法，属于精密钣金加工领域，它适用于成形尺寸精度、型面精度以及表面质量要求较高的铝合金复杂异形曲面结构件。本发明方法如下：①设计制作铝合金异形曲面热压成形模具、翻边孔翻边模具以及右侧窗口热翻边模具；②计算出坯料外形尺寸并进行下料；③顶部异形曲面热压成形；④去除工艺余量并开翻边孔翻边底孔和翻边窗口翻边前窗口；⑤翻边孔翻边成形；⑥折弯边折弯成形；⑦窗口热翻边成形。本发明方法能克服现有技术加工的零件整体性差、外形精度控制困难或成本较高的缺点，能有效地保证铝合金复杂异形曲面结构件的精密成形。

技术领域

本发明涉及一种异形曲成形方法，特别是一种铝合金复杂异形曲面结构件精密塑性成形方法，属于精密钣金加工领域。

背景技术

铝合金因具有优异的使用性能，在航空航天、轨道交通、武器装备等领域应用十分广泛。在航空航天领域，铝合金复杂异形曲面结构件产品的整体化、轻量化程度越来越高，制造精度要求也越来越高。在板料成形领域，铝合金复杂异形曲面结构件常用制造方法主要有冷压成形和超塑成形两种。冷压成形不但尺寸精度难以达到要求，型面精度也难以控制，通常后续需要大量的手工校形，成形周期长，并且容易产生回弹、起皱和开裂等缺陷。超塑成形方法受零件结构特点限制，铝合金复杂异形曲面结构件超塑成形困难，模具设计复杂，壁厚均匀性控制难，加工成本高，生产效率低。因此，需要设计一种合理的成形方法解决以上问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种铝合金复杂异形曲面结构件精密塑性成形方法，它能克服现有技术加工的零件整体性差、外形精度控制困难或成本较高的缺点，能有效地保证铝合金复杂异形曲面结构件的精密成形。

本发明的技术解决方案是：

S1，根据需要成形的铝合金复杂异形曲面结构件设计铝合金异形曲面热压成形模具、用于翻边孔翻边的第一模具以及用于窗口翻边的第二模具；

S2，由所述铝合金复杂异形曲面结构件的外形尺寸确定所需要的坯料的尺寸和外形并进行下料；

S3，用S1中所述铝合金异形曲面热压成形模具实现所述异形曲面成形；

S4，去除S3中成形的异形曲面的工艺余量，并在其上开翻边底孔和翻边前窗口；

S5，用S1中所述第一模具逐个完成S4中所述所有翻边孔翻边；

S6，用折弯模具进行两道折弯边折弯成形；

S7，用S1中所述第二模具实现S6中完成折弯成形后的异形曲面右侧窗口热翻边成形，最终异形曲面结构件成形。

进一步地，S1中所述铝合金异形曲面热压成形模具和第二模具按照所述异形曲面结构件相应部位的尺寸进行放大加工，所述放大加工的放大系数η为3‰～5‰。

进一步地，S2中所述下料为选取厚板材在水切割机床、激光切割机床或者数控冲床上进行坯料下料。

进一步地，S3中所述实现所述异形曲面成形的方法为：将S1制备的铝合金异形曲面热压成形模具加热至T₁，所述热压成形模具包括上模和下模，把S2制备的坯料放于所述热压成形模具上模、下模之间，上模逐渐向下运动，速度为v₁，坯料在热压成形模具中逐渐变形，直至上模和下模合模完全，即坯料顶部异形曲面部分热压成形完毕。

进一步地，所述的T₁为300～400℃，v₁为0.5～5mm/s。

进一步地，所述S4中翻边孔和翻边底孔的直径为d₁为12～16mm，所述翻边窗口和翻边前窗口尺寸大小为186×118mm，圆角为5～15mm。