[发明专利]一种提升回转壳体件成形质量的充液旋压复合成形方法

说明书

本发明公开了一种提升回转壳体件成形质量的充液旋压复合成形方法，属于成型加工技术领域。包括：S1、将下模、板料、压边圈依次安装在充液拉深机的液压油缸上，安装上模；S2、设置压边力、压边间隙、液室压力和上模行程；S3、向液室注入液压油，使液室压力增加到设定值；上模下行至设定行程，工件与上模型面贴合；S4、解除背压，取出工件；S5、切除工件的工艺补充面，将工件安装在旋压机的夹紧装置上；S6、根据校形需求，设计成形力和旋轮校形轨迹，分别对工件的抛物线区和侧壁区进行校形。本发明能够有效避免回转壳体成型件抛物线区的过度减薄，消除回转壳体件周向分布的起皱缺陷，提高回转壳体件的表面质量。

技术领域

本发明涉及零件成型加工领域，具体涉及一种提升回转壳体件成形质量的充液旋压复合成形方法。

背景技术

回转壳体件是一种典型的深腔零件，在航空航天型号产品动力系统等领域发挥着重要作用。其结构特征为抛物线和侧壁构成回转型深腔件，对于实现其特定的功能起到关键作用。深腔零件整体旋压成形时减薄严重，极易发生破裂。目前，常采用分段旋压成形后焊接、或分瓣液压成形后焊接的工艺成形，存在着工艺流程复杂、装配要求高、焊接增重显著等问题。

充液成形采用液体作为软模成形工件，适合生产形状复杂、批量小、尺寸和形状多变的板材零件。充液成形时液体背压改善工件受力状态，可以一定程度地提高材料的成形极限，因此能够成形一些难成形的材料，如铝合金、不锈钢、钛合金和高温环境等。对比文件CN107570572A-《回转体件充液成形装置及成形方法》公布了一种降低充液压力、提高产品尺寸精度的充液成形方法。然而，回转壳体件充液成形时，其抛物线区不可避免地存在悬空区域，因背压不足，且主要承受切向拉力，导致壁厚减薄严重，甚至发生开裂；同时因悬空易于发生周向偏载和受力不均，进而引发局部塑性失稳，产生周向分布的起皱缺陷。目前，单一改进充液成形工艺的方法难以解决抛物线区同时过度减薄（甚至开裂）和起皱的问题。此外，回转壳体件充液成形时法兰区域材料向内流动补料，使侧壁区壁厚显著增加。

对比文件1CN107442636A-《曲面构件成形装置、成形构件起皱的消除方法及系统》公布了一种利用凸模内部位移传感器采集并反馈位移、调整背压进而消除板材构件局部起皱的方法，该方法可以消除起皱、改善产品表面质量，但难以同时改善壁厚减薄、避免工件开裂，且增加了凸模的复杂度和工艺控制难度。

发明内容

本发明旨在解决现有技术使用充液成型加工回转壳体件存在的上述问题，提出一种提升回转壳体件成形质量的充液旋压复合成形方法，使用该方法能够有效避免回转壳体件抛物线区的过度减薄，消除回转壳体件周向分布的起皱缺陷，提高回转壳体件的表面质量；同时促进材料补料和侧壁区的变形，提高回转壳体件的成形深度。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种提升回转壳体件成形质量的充液旋压复合成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、将下模、板料、压边圈依次安装在充液拉深机的液压油缸上，将上模安装在充液拉深机的模柄上；

步骤S2、根据零件的需求，设置压边力、压边间隙、液室压力和上模行程；

步骤S3、通过液压油缸内置注油口向液室注入液压油，使液室压力增加到设定值；上模下行，将板料压入下模并向液室变形，同时液室内的液压油对工件产生背压，直至上模下行至设定行程，工件与上模型面贴合；

步骤S4、排出液压油使液室压力减小，背压解除，取出工件；

步骤S5、切除工件的工艺补充面，将工件安装在旋压机的夹紧装置上；

步骤S6、根据校形需求，设计成形力和旋轮校形轨迹，分别对工件的抛物线区和侧壁区进行校形，得到成形后的工件。

进一步地，根据充液成形后工件变形和厚度分布不同，将工件分为顶部区、抛物线区、侧壁区、法兰区；顶部区和抛物线区以厚度减薄率达到5%处为界；抛物线区和侧壁区（3-3）以厚度等于原始板料厚度处为界。