【技术实现步骤摘要】
本申请涉及飞机制造领域的一种塑性加工技术，具体是一种深腔盆形件成形方法，尤其适用于铝合金小圆角深腔盆形件采用拉深与推深复合冲压实现接近等壁厚成形。
技术介绍
1、冲压是提高深腔薄壁件成形效率的常用塑性加工手段，其成形使用的模具主要有两种结构，通常根据模具有无压边功能或胚料变形方式，可将冲压模分为拉深模和推深模两大类。两种模具结构成形都具有各自优点和缺点，其中拉深模因压边抑皱作用，成形表面质量好，但缺点对成形圆角要求较大，且凸模圆角区减薄高，无法成形小圆角深腔件。而推深模成形因材料边缘不受约束，成形深度极限大,减薄率低；但缺点是需要反复停顿敲击预防死皱，成形质量差、效率低，一般适用于缓曲率、变形量较小零件。因此现有常规冲压方法对大曲率深腔均无法成形，尤其小圆角深腔盆形件成形难度更大。目前针对成形易破裂问题，通常采取多次完全退火恢复塑性使材料产生更高减薄，其实质是以牺牲壁厚、降低性能为代价满足成形需求。
2、公知，拉深成形对模具圆角半径与胚料厚度的最小比值有明确要求，国内各行业均制定了各自执行标准。国内航空制造手册第265页中记载，模具圆角半径合理取值为胚料厚度的4-8倍；在国内航天标准qj 20502-2016第4页中记载，凹模和凸模圆角半径分别为胚料厚度的5-8倍和4-8倍；在国内航空标准avi c pm 456-2022第3页中记载，凹模和凸模圆角半径分别为胚料厚度的5-10倍和5-8倍；因此圆角半径大小是影响成形极限深度的重要因数之一。而成形难度大零件圆角半径甚至达数十倍胚料厚度，然而航空、航天装备对产品空间装配
技术实现思路
1、为了克服现有技术成形小圆角深腔盆形件面临减薄过量与成形深度需求相互矛盾问题。本申请的目的在于提供一种深腔盆形件的近等壁厚复合冲压成形方法。采取拉深与推深相结合成形方法，先加大圆角满足拉深条件，既利用拉深预防起皱，又完成绝大部分变形量及储料成形需求；再利用推深整形将储料区面积缩小使壁厚增加，得到壁厚均匀深腔盆形件；解决深腔件现有冲压方法成形过渡减薄、壁厚均匀性差的难题。
2、为了达到上述专利技术目的，本申请所采取技术方案如下：
3、一种深腔盆形件的近等壁厚复合冲压成形方法，该深腔盆形件的理论模型含有圆形平顶面、筒形侧壁、法兰边，其筒形侧壁两端圆角半径为壁厚的1.6倍，其筒形侧壁的深度与直径比值大于0.5，根据深腔盆形件的理论模型其特征在于包含以下内容：
4、步骤1)构造拉深成形用工艺模型，所述工艺模型与理论模型表面积等效，其筒形侧壁两端圆角半径大于理论模型筒形侧壁两端圆角半径，其对应顶面为与筒形侧壁流线衔接的双曲弧面；
5、步骤2)根据工艺模型制造拉深模，该拉深模包含凹模、凸模和压边圈，所述凹模、凸模和压边圈工作面间为变间隙匹配关系；
6、步骤3)根据理论模型制造推深模，该推深模包含上模、下模和卸件板，所述上模、下模和卸件板工作面间匹配间隙与理论模型壁厚一致；
7、步骤4)按拉深模对胚料进行变压边载荷拉深成形，形成与工艺模型匹配的拉深半成品；
8、步骤5)按推深模将拉深半成品进行推深整体挤压整形，使半成品双曲弧形顶面面积减少，对应理论模型的平顶面及邻近筒形侧壁区变厚，使半成品法兰边及邻近筒形侧壁区受挤压，对应理论模型的法兰边及邻近筒形侧壁区减薄，形成与理论模型匹配的近等壁厚深腔盆形件。
9、进一步地，步骤1)中所述工艺模型筒形侧壁两端圆角半径不小于理论模型壁厚的5倍，其筒形侧壁直径小于理论模型的筒形侧壁直径0.5-1.0mm之间，其深度大于理论模型的深度3-5mm之间。
10、进一步地，步骤2)中所述拉深模的凹模工作面与工艺模型外表面匹配；所述凸模与凹模的工作面在工艺模型双曲弧面及邻近筒形侧壁区匹配间隙为理论模型壁厚的1.0-1.1倍；凸模与凹模的工作面在工艺模型法兰边邻近筒形侧壁区匹配间隙为理论模型壁厚的1.1-1.2倍。
11、进一步地，步骤3)中所述推深模的上模、下模处于合模状态时，卸件板下表面与下模模座上表面贴合。
12、进一步地，步骤4)中按拉深模对胚料进行变压边载荷拉深成形时，变压边载荷拉深成形实施方式为：拉深成形前在胚料双面覆盖塑料膜，其胚料与塑料膜厚度之和为理论模型壁厚的1.2-1.3倍，在凹模与压边圈之间放置承压圈，该承压圈厚度为理论模型壁厚的1.1-1.2倍；拉深时在压边圈施加恒定载荷，随法兰边变厚塑料膜受挤压程度增加，有效压边载荷自动升高。
13、进一步地，步骤5)中按推深模将拉深半成品进行推深整体挤压整形时，卸件板下表面与下模模座上表面贴合，处于空载状态；整形完毕卸件时，卸件板向上加载状态推动深腔盆形件与下模分离。
14、本申请有益效果是：
15、本申请通过构造含大圆角、双曲弧面拉深工艺模型，使主要变形过程更加均匀，既利于提高盆形件深度极限；又利于拉深顶面表面积加大，存储足够整形所需材料，可明显降低顶面整形减薄，甚至实现整形增厚。本申请采用变间隙匹配拉深与理论等间隙推深结合方法，既充分利用柔性压边提高拉深深度及抑皱极限，又充分利用有益摩擦胀形使拉深靠近法兰边筒形侧壁增厚区减薄，同时等间隙刚性合模整形既可挤压使顶面增厚，又可挤压使法兰边减薄。因此本申请制造的深腔盆形件具有壁厚均匀、精度高等显著优势。
16、下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。
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1.一种深腔盆形件的近等壁厚复合冲压成形方法，该深腔盆形件的理论模型含有圆形平顶面、筒形侧壁、法兰边，其筒形侧壁两端圆角半径为壁厚的1.6倍，其筒形侧壁的深度与直径比值大于0.5，根据深腔盆形件的理论模型其特征在于包含以下内容：
2.如权利要求1所述深腔盆形件的近等壁厚复合冲压成形方法，其特征在于：步骤1)所述工艺模型筒形侧壁两端圆角半径不小于理论模型壁厚的5倍，其筒形侧壁直径小于理论模型的筒形侧壁直径0.5-1.0mm之间，其深度大于理论模型的深度3-5mm之间。
3.如权利要求1所述深腔盆形件的近等壁厚复合冲压成形方法，其特征在于：步骤2)中所述拉深模的凹模工作面与工艺模型外表面匹配；所述凸模与凹模的工作面在工艺模型双曲弧面及邻近筒形侧壁区匹配间隙为理论模型壁厚的1.0-1.1倍；凸模与凹模的工作面在工艺模型法兰边邻近筒形侧壁区匹配间隙为理论模型壁厚的1.1-1.2倍。
4.如权利要求1所述深腔盆形件的近等壁厚复合冲压成形方法，其特征在于：步骤3)中所述推深模的上模、下模处于合模状态时，卸件板下表面与下模模座上表面贴合。
5.如
6.如权利要求1所述深腔盆形件的近等壁厚复合冲压成形方法，其特征在于：步骤5)按推深模将拉深半成品进行推深整体挤压整形时，卸件板下表面与下模模座上表面贴合，处于空载状态；整形完毕卸件时，卸件板向上加载状态推动深腔盆形件与下模分离。
...【技术特征摘要】
1.一种深腔盆形件的近等壁厚复合冲压成形方法，该深腔盆形件的理论模型含有圆形平顶面、筒形侧壁、法兰边，其筒形侧壁两端圆角半径为壁厚的1.6倍，其筒形侧壁的深度与直径比值大于0.5，根据深腔盆形件的理论模型其特征在于包含以下内容：
2.如权利要求1所述深腔盆形件的近等壁厚复合冲压成形方法，其特征在于：步骤1)所述工艺模型筒形侧壁两端圆角半径不小于理论模型壁厚的5倍，其筒形侧壁直径小于理论模型的筒形侧壁直径0.5-1.0mm之间，其深度大于理论模型的深度3-5mm之间。
3.如权利要求1所述深腔盆形件的近等壁厚复合冲压成形方法，其特征在于：步骤2)中所述拉深模的凹模工作面与工艺模型外表面匹配；所述凸模与凹模的工作面在工艺模型双曲弧面及邻近筒形侧壁区匹配间隙为理论模型壁厚的1.0-1.1倍；凸模与凹模的工作面在工艺模型法兰边邻近筒形侧壁区匹配间隙为理论模型壁厚的1.1-1.2倍。
【专利技术属性】
技术研发人员：倪兴屹，赵一龙，王志丞，王本安，孙亮亮，
申请(专利权)人：中航西安飞机工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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