CN107443023A - 一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法，该方法通过将圆柱铝合金坯料冲孔‑环件轧制‑轴向挤压‑分割单元体‑焊接集成等工艺过程，可以柔性化批量生产，不同直径的系列化的带筋薄壁大型铝合金筒结构件。本发明改变过去带内筋或外筋薄壁大型铝合金筒结构件筋部机加工量大、加工周期过长的工艺，极大提升该类筒形件的生产效率和稳定性，降低制造成本和研制周期。

Description

一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法

技术领域

本发明属于带筋薄壁大型铝合金筒加工的技术领域，尤其涉及一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法。

背景技术

带筋薄壁大型铝合金筒大量用于各型航天运载工具的结构中，同时航天运载工具的推力不同、设计要求不同，所使用的带筋结构和筋之间的间距也不同，这样在运载工具的大型结构中存在大量规格不同尺寸各异的带筋薄壁筒结构。这些带筋薄壁筒结构的尺寸都接近极限尺寸，比如壁厚在2毫米左右，筋高在50毫米左右，成为运载工具设计制造中的难题，往往成为制约运载工具总体设计研制的关键因素。现阶段的设计过程一般是根据使用需求，设计出不同的筋结构，然后制造出厚壁板，再通过大量机加工去除余料，最终形成带筋薄壁筒，期间的机加工耗时巨大，同时会因此造成整体结构变形等问题，因此需要投入大量的人力和财力保证带筋薄壁筒结构质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法，通过将圆柱铝合金坯料冲孔-环件轧制-轴向挤压-分割单元体-焊接集成等工艺过程，可以柔性化批量生产不同直径的系列化的带内筋或外筋薄壁大型铝合金筒结构件。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)从铝合金铸锭截取圆柱坯料，先加热保温然后镦粗冲孔得到小孔环坯；

S2)将小孔环坯装上轧环机，对环坯进行轧制形成环件；

S3)对环件进行平端面、精整内外径、倒圆角的精整处理；

S4)将精整的环件加热保温后，装入挤压机模腔，挤压出带内筋薄壁铝合金小直径筒；

S5)切割去除带内筋薄壁铝合金小直径筒两端余料，并顺着薄壁筒不带筋的部位将筒分割，展开形成带筋薄壁板；

S6)将若干个带筋薄壁板拼接焊接成为符合尺寸要求的带内筋或外筋薄壁铝合金大直径筒。

按上述方案，所述步骤S4)中所述环件的外径等于挤压机模腔的导向段直径，环件的内径等于挤压机模腔的模芯直径。

按上述方案，所述步骤S4)中所述环件在装入挤压机模腔之前在其表面涂覆润滑剂。

本发明的有益效果是：提出一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法，通过不同的挤压模具挤压出不同的带筋薄壁铝合金小直径筒，将这些带筋薄壁铝合金小直径筒裁开展成带筋薄壁铝合金板，然后将不同带筋薄壁铝合金板按照需要拼接焊接在一起，最后卷圆后对接焊接成为指定尺寸的带内筋或外筋薄壁大型铝合金筒，从而实现带内筋或外筋薄壁大型铝合金筒轧制挤压焊接的柔性加工方法。

附图说明

图1为本发明一个实施例的圆柱坯料的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的镦粗冲孔后的小孔环坯的结构示意图；

图3为本发明一个实施例的轧环机轧制形成的环件的结构示意图；

图4为本发明一个实施例的带内筋薄壁铝合金小直径筒的结构示意图；

图5为本发明一个实施例的带筋薄壁板的结构示意图；

图6为本发明一个实施例的两块带筋薄壁板拼接的结构示意图；

图7为本发明一个实施例的成形的带内筋薄壁铝合金大直径筒的结构示意图。

图8为本发明一个实施例的成形的带外筋薄壁铝合金大直径筒的结构示意图。

其中：1.圆柱坯料，2.小孔环坯，3.环件，4.带内筋薄壁铝合金小直径筒，5.带筋薄壁板，6.带内筋薄壁铝合金大直径筒，7.带外筋薄壁铝合金大直径筒，8.筋条。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1-8所示，一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法，包括如下步骤：

S1)从铝合金铸锭截取圆柱坯料，先加热保温然后镦粗冲孔得到小孔环坯；

S2)将小孔环坯装上轧环机，对环坯进行轧制形成环件，使挤压工艺的截面收缩率减小，便于挤压工艺的进行；

S3)对环件进行平端面、精整内外径、倒圆角的精整处理；

S4)将精整的环件加热保温后，并在其表面涂覆润滑剂，装入挤压机模腔，环件的外径等于挤压机模腔的导向段直径，环件的内径等于挤压机模腔的模芯直径，挤压出带内筋薄壁铝合金小直径筒，采用不同挤压模具型腔，可以制成不同结构、不同厚度、不同长度的带筋薄壁筒；

S5)切割去除带内筋薄壁铝合金小直径筒两端余料，并顺着薄壁筒不带筋的部位将筒分割，展开形成带筋薄壁板，带内筋薄壁铝合金小直径筒的最前端由于不平整，需要去除，在连续挤压中，可以根据需要在挤压带内筋薄壁铝合金小直径筒达到一定长度时，进行切割；

S6)将若干个带筋薄壁板拼接焊接成为符合尺寸要求的带内筋或外筋薄壁铝合金大直径筒。

实施例一：

从铝合金铸锭上切取直径毫米、高500毫米的圆柱坯料，整体加热保温到锻造温度430～465℃，在压力机上镦粗至高400毫米，然后用冲头冲出直径毫米的孔；将内孔毫米的环坯转移装上轧环机，轧制出外径毫米、内径毫米的环件；冷却后，对环件进行平端面、精整内外径、倒圆角R3毫米；对精整的圆环坯整体加热保温到锻造温度430～465℃，放置在挤压模腔中，挤压出带内筋薄壁铝合金小直径筒(毫米)，然后将该小直径筒沿母线切开，展开成图示的带筋薄壁板。

将两块带筋薄壁板拼合焊接得到大型带筋薄壁板，然后将大型带筋薄壁板卷圆，对焊焊接成带内筋或外筋薄壁大型铝合金筒(毫米)。该方法适用于可靠稳定地生产直径在1000毫米以上的大型带内筋或外筋薄壁铝合金筒结构件。

Claims (3)

1.一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)从铝合金铸锭截取圆柱坯料，先加热保温然后镦粗冲孔得到小孔环坯；

S2)将小孔环坯装上轧环机，对环坯进行轧制形成环件；

S3)对环件进行平端面、精整内外径、倒圆角的精整处理；

S4)将精整的环件加热保温后，装入挤压机模腔，挤压出带内筋薄壁铝合金小直径筒；

S5)切割去除带内筋薄壁铝合金小直径筒两端余料，并顺着薄壁筒不带筋的部位将筒分割，展开形成带筋薄壁板；

S6)将若干个带筋薄壁板拼接焊接成为符合尺寸要求的带内筋或外筋薄壁铝合金大直径筒。

2.根据权利要求1所述的一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法，其特征在于，所述步骤S4)中所述环件的外径等于挤压机模腔的导向段直径，环件的内径等于挤压机模腔的模芯直径。

3.根据权利要求1所述的一种带筋薄壁大型铝合金筒的柔性加工方法，其特征在于，所述步骤S4)中所述环件在装入挤压机模腔之前在其表面涂覆润滑剂。