一種階梯盒形類零件工藝成形方法技術

本發明專利技術屬于鈑金復雜零件成形方法，涉及提供一種階梯盒形類零件的成形工藝方法。本發明專利技術先對展開料進行拉伸成形，然后經中間退火后進行液壓成形，再鈑金去余料，然后經熱處理后，鈑金校形，其中，在拉伸成形時，將零件底部拉伸到位，由后續液壓成形工序對拉伸到位的零件底部作業成形出階梯形。本發明專利技術實施時，拉伸用于零件預先成形，同時為后續液壓工序預留材料，然后由液壓工序完成階梯形的成形，充分發揮了零件延展性，也充分的利用金屬塑性變形的體積不變原理。避免了原有成形過程中零件周邊存在破裂、滑移線、粗晶、“桔皮”、起皺等成形缺陷，提高了零件的質量，降低了產品報廢率，節約了生產成本。因成形缺陷導致的零件報廢率由原有的30％降低至1％。

【技術實現步驟摘要】
一種階梯盒形類零件工藝成形方法
本專利技術屬于鈑金復雜零件成形方法，涉及提供一種階梯盒形類零件的成形工藝方法。
技術介紹
對于現有階梯盒類零件成形，傳統一般采用手工刨打或多次拉伸的方法，采用手工刨打的方法，零件在刨打過程中，容易產生局部裂紋、局部變薄、錘痕等成形缺陷，嚴重時造成零件的報廢。此種方法零件完全依靠工人手工刨打成形，對工人技術水平要求非常高，零件成形穩定性差，零件報廢率較高，約為50％。采用多次拉伸的方法，由于受到材料本身的成形性能限制，只能實現部分階梯盒形類零件的成形，但成形過程中仍然存在局部變薄、破裂、粗晶、起皺等成形缺陷，成形成本較高，成形成功率較低。
技術實現思路
本專利技術的目的是：根據塑性變形的基本規律，體積不變定律與最小阻力定律，提出了一種拉伸與液壓結合，缺陷少，成型成功率高，報廢低的階梯盒形類零件工藝成形方法。本專利技術的技術方案是：一種階梯盒形類零件的成形工藝方法，其先對展開料進行拉伸成形，然后經中間退火后進行液壓成形，再鈑金去余料并制孔，然后經熱處理后，鈑金校形，其中，在拉伸成形時，將零件底部拉伸到位，由后續液壓成形工序對拉伸到位的零件底部作業成形出階梯形。所述的階梯盒形類零件的成形工藝方法，其具體過程如下：步驟1：制取展開料根據具體階梯盒形零件計算展開毛料尺寸，制取展開料；步驟2：拉伸成形根據零件具體情況尺寸，選擇拉伸模凸模圓角、凹模圓角，若零件內R角為R3mm，高度為30mm，外形尺寸為：140mmX308mm，應將拉伸模凸模圓角R選擇在R4mm至R6mm之間，拉伸模凹模圓角R選擇在R6mm至R10mm之間。一般進行一次性拉伸作業，使得拉伸底部深度達到產品最后深度；步驟3：對拉伸完的產品進行退火消除殘余應力；步驟4：液壓成形零件引伸到位后，壓模陰模自上而下運動，運動到零件底部時，壓模陰模R角處與壓模陽模R角處共同作用下，使得該處材料開始塑性變形，隨著壓模陰模繼續向下運動，壓模陰模R角處與壓模陽模R角處開始對材料產生拉伸的作用，直至零件達到階梯狀態。步驟5：鈑金成形去除多余材料，然后熱處理后，校形。本專利技術的優點是：本專利技術避免了原有成形過程中零件周邊存在破裂、滑移線、粗晶、“桔皮”、起皺等成形缺陷，提高了零件的質量，降低了產品報廢率，節約了生產成本。因成形缺陷導致的零件報廢率由原有的30％降低至1％。附圖說明圖1：二層階梯盒形零件典型圖；圖2：工序安排簡圖；圖3：拉伸成形過程示意圖；圖4：液壓成形過程示意圖；圖5：典型零件主視圖；圖6：圖5的A-A剖視圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明：對于大多數階梯盒件類零件，多為圓形、長圓形、長方形等，對該類零件，均可采用本專利技術方案進行成形。下面以二層階梯盒形零件為例詳細介紹成形工藝方法，典型零件見附圖1所示，具體工序安排見附圖2所示，(1)制展開料根據具體階梯盒形零件計算展開毛料尺寸，毛料為長圓形，長寬尺寸分別為：394mm、234mm，長圓處R角為R117mm。(2)拉伸成形此步工序是比較關鍵的，是后續工序的基礎，本步工序一般要實現兩個目的，第一、完成階梯盒形零件第一層(即最大的一層或底層)階梯的成形。第二、為第二層(即較小層或頂層)階梯預留足夠的材料，為后續液壓工序做好成形基礎。此外，按照材料的變形和受力情況，拉伸過程中的任一時刻，工件材料可以劃分為五個區，分別為凸緣區、凹模圓角區、筒壁區、凸模圓角區、筒底區如附圖3所示，各區材料的變形和受力狀態不同，凸模圓角區區域的材料在拉深一開始就受到凸模的沖壓，在拉深過程中，又受到雙向應力的張拉和一定的彎曲作用，從而使厚度變薄，該區域材料應變硬化效應增強，承載能力下降，零件容易破裂。為了避免，凸模圓角區區域的材料出產生缺陷，在拉伸模具設計時，根據零件具體尺寸，內R為R2.8mm，高度為31mm，外形尺寸為140mmX308mm，法蘭邊尺寸為20mm，選擇凸模圓角R角為R4mm與凹模圓角R角為R8mm，來改善和提高拉深性能。完成拉伸高度為31mm。(3)中間退火主要是為了消除拉伸工序過程中對零件產生的殘余應力。(4)液壓成形此步工序是成形階梯形狀的最后一步工序，根據塑性變形的基本規律，體積不變定律與最小阻力定律，即(體積不變定律：金屬在塑性變形過程中，材料體積不變，因此會引起材料厚度不一致。最小阻力定律：金屬變形總是沿著阻力最小的方向發展。)成形過程見附圖4所示：零件拉伸高度至31mm狀態后，壓模凹模自上而下運動，運動到零件高度31mm狀態位置時，壓模凹模R角與壓模凸模R角共同作用下，使得該處材料先開始塑性變形，隨著壓模凹模繼續向下運動，壓模陰凹R角與壓模凸模R角開始對材料產生拉伸的作用，直至零件達到階梯形狀態。整個過程中，以下兩點最重要，第一、零件拉伸高度至31mm狀態參與變形部分與零件達到階梯形狀態參與變形部分體積相同(即工序(2)拉伸成形時預留材料體積與零件實際頂層階梯材料體積相同)。第二、壓模凹模R角與壓模凸模R角除對材料產生彎曲作用之外，還對材料產生了拉伸作用，只有選擇合理的壓模間隙才能是材料更好的流動，確保零件成形時不產生缺陷。此處間隙為0.2mm。該步用于成形附圖6中：階梯盒高度尺寸16mm、15mm、角度尺寸為3°及附圖6中外形尺寸R69.8mm、R49.8mm。(5)鈑金成形此步工序去除多余材料，并制附圖5中與的孔。(6)熱處理(7)鈑金校形本專利技術方法的關鍵點在于較好的結合拉伸與液壓兩種方法，及制定較為合理的拉伸工藝參數。拉伸用于零件預先成形，同時為后續液壓工序預留材料，然后由液壓工序完成階梯形的成形，充分發揮了零件延展性，也充分的利用金屬塑性變形的體積不變原理。避免了原有成形過程中零件周邊存在破裂、滑移線、粗晶、“桔皮”、起皺等成形缺陷，提高了零件的質量，降低了產品報廢率，節約了生產成本。因成形缺陷導致的零件報廢率由原有的30％降低至1％。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種階梯盒形類零件的成形工藝方法，其特征在于，先對展開料進行拉伸成形，然后經中間退火后進行液壓成形，再鈑金去余料，然后經熱處理后，鈑金校形，其中，在拉伸成形時，將零件底部拉伸到位，由后續液壓成形工序對拉伸到位的零件底部作業成形出階梯形。

【技術特征摘要】
1.一種階梯盒形類零件的成形工藝方法，其特征在于，先對展開料進行拉伸成形，然后經中間退火后進行液壓成形，再鈑金去余料，然后經熱處理后，鈑金校形，其中，在拉伸成形時，將零件底部拉伸到位，由后續液壓成形工序對拉伸到位的零件底部作業成形出階梯形，具體過程如下：步驟1：制取展開料根據具體階梯盒形類零件計算展開毛料尺寸，制取展開料；步驟2：拉伸成形根據零件具體情況尺寸，選擇拉伸模凸模圓角、凹模圓角，若零件內R角為R3mm，高度為30mm，外形尺寸為：140mmX308mm，應將拉伸模凸模圓角R選擇在R4mm至R6mm之間，拉伸模凹模圓角R選擇在R6mm至R10mm之間，進行一次性拉伸作業，使得拉伸底部深度達到產品最后深度；步驟3：對拉伸完的產品進行退火消除殘余應力；步驟4：液壓成形零件拉伸到位后，壓模凹模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黑東盛，王安良，
申請(專利權)人：哈爾濱飛機工業集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23