【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料加工领域，具体涉及一种长薄壁筒体的缩口成形方法。
技术介绍
1、随着航空航天、武器装备与先进制造业的快速发展，对金属材料零部件的性能指标及服役条件逐渐提高，在满足使用要求的同时实现轻量化设计，均使材料加工过程变得愈加棘手。薄壁筒体是兵器工业和高端装备领域的关键零部件，以某筒体产品为例，其典型特征为变截面且长径比大，这对成形工艺有很大的挑战。因此，亟需一种高质量、低成本、高效率的工艺方法来满足该类零件的成形要求。
2、目前可获得薄壁筒体的成形方法主要有以下几种：①以圆棒为坯料直接进行切削、铣削加工；②铸造，如离心铸造、低压铸造和熔模铸造等，为提高筒体的组织和力学性能，一般与热等静压技术结合使用【杨锐，崔玉友，贾清，等. 大尺寸薄壁钛合金筒体结构的离心精密铸造[j]. 宇航材料工艺, 2013, 3: 56-59.】；③旋压，其中坯料可通过斜轧穿孔、机械加工、环轧、以及反挤压等方式获得，以便于旋压成形，根据交货状态和性能要求可选择退火后旋压，再进行最终热处理，亦可热处理后选择合适的旋压工艺，如分段多道次旋压成形【cn 112496136 a, cn 105171356 b, cn 109794732 a. 张立军, 杨宁, 李志顺,等. 金属薄壁筒体对轮旋压技术进展及应用探析[j]. 中国机械工程, 2023, 34: 226-237】；④将筒体分段加工后焊接，如电子束焊接和激光焊接等，期间可根据具体工艺进行必要的加工及热处理等，最后得到满足要求的筒体【cn 115582638 a；cn 11592
3、（1）直接进行切削或铣削加工会造成大量材料浪费，且生产效率低下；
4、（2）铸造过程有产生缩孔、缩松、夹杂等缺陷，即使经过热等静压工序可在一定程度上改善组织致密性，但由于筒体沿长度方向尺寸较大，导致晶粒尺寸不均匀，难以保证其力学性能的均匀性；
5、（3）针对较长的变截面薄壁筒体，一方面旋压时工件抖动会严重影响成形质量，需要额外夹具以保障旋压稳定性，设备要求高，另一方面，筒体截面突变处其径向尺寸差异较大，且局部区域的内外径较小，旋压成形困难；
6、（4）分段成形后组装焊接的方法，累积误差会影响制造精度，且其焊缝、热影响区和母材的材料性能存在差异，难以保证产品整体质量，可靠性低，生产效率相对低下。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于解决现有技术中的一部分问题，或至少缓解这些问题。
2、一种长薄壁筒体的缩口成形方法，包括如下步骤：
3、s1：采用圆管坯料，将圆管坯料放入加热炉中加热至合理的变形温度，并保温；
4、s2：将步骤s1中加热后的圆管坯料下端固定，上端利用环形上模（1）进行缩口变形；
5、s3：将步骤s2重复 n次，得到端部缩口的长薄壁筒体锻件；
6、s4：对步骤s3得到的筒体锻件进行热处理
7、s5：对热处理后的锻件进行机加，得到目标零件。
8、可选的，所述步骤s1中加热至合理的变形温度为1120℃～1160℃。
9、可选的，所述步骤s1中的保温时间为1～4h。
10、可选的，所述步骤s2中圆管坯料下端的固定方法为：芯模（3）固定圆管内径，环形下模（4）固定圆管外径，圆管坯料（2）、芯模（3）和环形下模（4）共同置于底座（5）上；
11、可选的，所述芯模（3），其形状尺寸与锻件（6）内径的型面及尺寸保持一致，当缩口端内径尺寸小于等于圆管坯料（2）内径的1/4时，对应位置处的芯模可不设计。
12、可选的，所述步骤s2中的环形下模（4），其内径与圆管坯料（2）的外径一致，其高度不大于从圆管坯料（2）到锻件（6）过程中圆管坯料下端未变形区的高度。
13、可选的，所述步骤s2中的环形上模（1）的内径为锥面、曲面或多种型面结合使用，以使环形上模在下压时可对圆管坯料的外圆周面施加径向力，使其外径减小，达到缩口目的。
14、可选的，所述步骤s3中的 n取值范围为0～5，具体需根据筒体的材料性能、缩口端的目标外径与圆筒坯料外径的差值，且对应需要 n副合理形状尺寸的环形上模。。
15、可选的，所述步骤s4中的热处理制度为：先加热至870℃～890℃，保温1～3h，然后进行油淬，充分淬火后再将锻件（6）加热至540℃～550℃，保温1～2h。
16、本专利技术具有如下有益效果：
17、（1）采用本专利技术所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，由于使用的坯料为圆管，且整个工艺流程为等材制造，相对于使用棒状坯料，可大幅度提高材料利用率。
18、（2）采用本专利技术所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，由于圆管坯料下端均有模具固定，上端利用内径带锥度或弧度等特征型面的环形上模对端部实施径向变形，实现整体缩口，变形过程稳定，产品质量可靠。且模具结构简单，生产成本低。
19、（3）采用本专利技术所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，由于是整体变形，生产效率高，且可成形端部直径较小的部件，解决了端部直径小、径向尺寸差异较大的变截面长薄壁筒体的制造难题。
20、（4）采用本专利技术所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，所得锻件的流线非常理想，与原始坯料的纵向初始流线一致，沿长度方向分布，力学性能均匀。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于，所述步骤S1中加热至合理的变形温度为1140℃～1190℃。
3.根据权利要求1所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于，所述步骤S1中的保温时间为1～4h。
4.根据权利要求1所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于，所述步骤S2中圆管坯料下端的固定方法为：芯模（3）固定圆管内径，环形下模（4）固定圆管外径，圆管坯料（2）、芯模（3）和环形下模（4）共同置于底座（5）上。
5.根据权利要求4所述的芯模（3），其形状尺寸与锻件（6）内径的型面及尺寸保持一致，当缩口端内径尺寸小于等于圆管坯料（2）内径的1/4时，对应位置处的芯模可不设计。
6.根据权利要求4所述的环形下模（4），其内径与圆管坯料（2）的外径一致，其高度不大于从圆管坯料（2）到锻件（6）过程中圆管坯料下端未变形区的高度。
7.根据权利要求1所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于，所述步骤S2中环
8.根据权利要求1所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于，所述步骤S3中的n取值范围为0～5。
9.根据权利要求1所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于，所述步骤S4中的热处理制度为：先加热至870℃～890℃，保温1～3h，然后进行油淬，充分淬火后再将锻件（6）加热至540℃～550℃，保温1～2h。
...【技术特征摘要】
1.一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于，所述步骤s1中加热至合理的变形温度为1140℃～1190℃。
3.根据权利要求1所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于，所述步骤s1中的保温时间为1～4h。
4.根据权利要求1所述的一种长薄壁筒体的缩口成形方法，其特征在于，所述步骤s2中圆管坯料下端的固定方法为：芯模（3）固定圆管内径，环形下模（4）固定圆管外径，圆管坯料（2）、芯模（3）和环形下模（4）共同置于底座（5）上。
5.根据权利要求4所述的芯模（3），其形状尺寸与锻件（6）内径的型面及尺寸保持一致，当缩口端内径尺寸小于等于圆管坯料（2）内径的1/4时，对应位置处的芯模可不设计。...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐浩兴，苏祖强，周晨，李维平，杨美美，罗志勇，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。