大角度反拉型材框拉彎成形工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種大角度反拉型材框拉彎成形工藝，分別經(jīng)下料、預(yù)拉彎成形、淬火、補拉彎成形、修整并切割最終獲得零件，并且本工藝的模具也做了相應(yīng)改進，模具中間部分的弧度略小于兩端頭部分的弧度。本工藝采用兩次拉彎成形工藝并結(jié)合端頭輪廓增大的模具設(shè)計，零件成形后尺寸精度得到顯著提高，滿足圖紙技術(shù)要求；零件拉彎后回彈量很小，手工修整量很小，大大降低了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。
【專利說明】大角度反拉型材框拉彎成形工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造屬于金屬加工領(lǐng)域，尤其是涉及對金屬大角度反拉型材框進行彎曲的加工工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]目前對型材框進行彎曲成形主要采用拉彎成形工藝，拉彎是在毛料彎曲的同時加以軸向拉力，改變毛料剖面內(nèi)的應(yīng)力分布情況，使之趨于均勻一致，以減少回彈和提高剖面尺寸精度。所采用的拉彎成形過程一般為:首先對型材兩端施加一定的預(yù)拉力，使橫剖面上的應(yīng)力略超過屈服極限，然后通過夾鉗的運動施加彎矩使之彎曲并貼膜，最后施加一定的補拉量。
[0003]型材框作為火箭體結(jié)構(gòu)件與壁板、桁條共同構(gòu)成型號產(chǎn)品的骨架，并在運載火箭中廣泛應(yīng)用。某型號運載火箭二級箱間段前端框由兩個半圓框組合螺接而成，半圓框如圖1a和圖1b所示，半框零件I為大角度型材框，直徑Φ4980πιπι，為反拉框。其在運載火箭中首次應(yīng)用，與現(xiàn)有型號使用的型材框相比，最大的特點是此型材為大鈍角型材，如圖1b所示，半框I由一底邊11和一斜邊12 —體組成，兩邊間夾角較大，為146.3度，而現(xiàn)有型材框兩邊間夾角一般為90度，對于型材框來說兩邊間夾角的角度越大，拉彎成形難度越大:拉彎成形時斜邊12由于傾斜角度較大容易向上滑動，而底邊11由于處于自由狀態(tài)不受約束，彎曲時容易翹起，使成形后的零件I的底邊11與檢驗平臺22的間隙及斜邊12與角度樣板21的間隙較大(零件超差如圖2所示)，影響成形后的零件平面度和角度，此零件成形后尺寸超差較嚴重甚至報廢。因此需合理設(shè)計成形工藝，選擇合適的成形工藝參數(shù)。
[0004]另外，由于零件拉彎后會有一定的回彈，回彈是型材拉彎成形后不可避免的現(xiàn)象，當回彈量超過允許容差后，就成為成形缺陷，影響零件的幾何精度?；貜椧恢笔怯绊憽⒅萍s模具和產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。因此，需合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)，在模具設(shè)計時需將回彈量考慮出，以抵消零件成形后的回彈。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明創(chuàng)造要解決的問題是提供一種工藝，使對大鈍角型材框進行反拉彎曲成形的零件的平面度、角度、弧度尺寸等均能滿足裝配要求。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供的工藝進行了創(chuàng)新，采用兩次拉彎、中間熱處理的成形工藝，并相應(yīng)改進了模具結(jié)構(gòu)。
[0007]本工藝具體采用如下步驟:
[0008]步驟1、下料:
[0009]采用鋸床鋸切指定長度的毛料；
[0010]步驟2、預(yù)拉彎成形:
[0011]a)整理模具型面；
[0012]b)上料:根據(jù)毛料長度調(diào)整拉彎機兩側(cè)張緊液壓缸滑架位置，將毛料裝入拉彎機兩側(cè)鉗口并夾緊；
[0013]c)預(yù)拉彎成形:在拉彎機控制系統(tǒng)界面輸入預(yù)拉彎參數(shù):預(yù)拉力為9.5t，預(yù)拉彎包角為65°，對毛料進行預(yù)拉彎成形為預(yù)拉彎零件；
[0014]d)卸料:將拉彎機兩側(cè)液壓缸鉗口打開，將預(yù)拉彎零件從兩側(cè)鉗口中卸下；
[0015]步驟3、淬火:對預(yù)拉彎零件進行淬火，淬火溫度500±3°C，保溫時間30?35min，然后水冷；
[0016]步驟4、補拉彎成形:
[0017]a)涂油:在拉彎模具與預(yù)拉彎零件接觸部位均涂機油潤滑；
[0018]b)上料:根據(jù)預(yù)拉彎零件長度調(diào)整拉彎機兩側(cè)張緊液壓缸滑架位置，將預(yù)拉彎零件裝入拉彎機兩側(cè)鉗口并夾緊；
[0019]c)補拉彎成形:在拉彎機控制系統(tǒng)界面輸入補拉彎參數(shù):補拉力為10t，補拉彎包角為81°，補拉量為45mm，對預(yù)拉彎零件進行補拉彎成形為補拉彎零件；
[0020]d)卸料:將拉彎機兩側(cè)液壓缸鉗口打開，將補拉彎零件從兩側(cè)鉗口中卸下；
[0021]步驟5、修整、切割:
[0022]a)粗切余里;:粗切補拉彎零件兩頭余里!，兩各留10mm余里;；
[0023]b)修整:按樣板型面對補拉彎零件的弧度、平度和角度進行手工修整；
[0024]c)精切余量:在零件兩端頭按樣板切割線劃線，按線精切零件兩端頭余量，獲得最終所需零件。
[0025]進一步，步驟I所述鋸床鋸切的毛料長度為8750mm。
[0026]進一步,步驟2中b)所述拉彎機滑架位置參數(shù)為2850mm。
[0027]進一步,步驟4中b)所述拉彎機滑架位置參數(shù)為2850mm。
[0028]進一步，對于零件材質(zhì)為2A12的要求淬火到修整完不超過1.5小時。
[0029]進一步，本工藝中的模具如圖3a和圖3b所示，整體大致呈半圓形，并且特點為:模具中間弧度相比兩端頭45°范圍內(nèi)的弧度略小。
[0030]本發(fā)明創(chuàng)造具有的優(yōu)點和積極效果是:采用兩次拉彎成形工藝并結(jié)合端頭輪廓增大的模具設(shè)計，零件成形后尺寸精度得到顯著提高，滿足圖紙技術(shù)要求；零件拉彎后回彈量很小，手工修整量很小，大大降低了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1a是組成某型號運載火箭二級箱間段前端框的一個半框的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖1b是圖1a中A-A向的剖面旋轉(zhuǎn)示意圖；
[0033]圖2是零件超差情況的示意圖；
[0034]圖3a和圖3b分別是本工藝所采用的模具的主視圖和側(cè)視圖。
[0035]圖4是本工藝的流程示意圖

【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造的具體實施例做詳細說明。
[0037]根據(jù)大角度型材框零件剖面結(jié)構(gòu)的特點，本發(fā)明合理安排成形工序，合理設(shè)計模具，通過對工藝的改進和工藝上的創(chuàng)新，生產(chǎn)出尺寸合格的型材框零件，滿足后續(xù)裝配要求。
[0038]如圖4所示，本工藝的具體實施例為:
[0039]步驟1、下料:
[0040]采用鋸床鋸切長度為8750mm的毛料，毛料的長度可根據(jù)最后成品零件的長度而選定，比成品零件的長度略長；
[0041]步驟2、預(yù)拉彎成形:
[0042]a)整理模具型面:拉彎前用棉紗擦除模具型面的雜物并檢查其上是否由凸出物、凹陷或其它缺陷；
[0043]b)上料:根據(jù)毛料長度調(diào)整拉彎機兩側(cè)張緊液壓缸滑架位置，本零件拉彎機滑架位置參數(shù)設(shè)置為2850mm，將毛料裝入拉彎機兩側(cè)鉗口并夾緊；
[0044]c)預(yù)拉彎成形:在拉彎機控制系統(tǒng)界面輸入預(yù)拉彎參數(shù):預(yù)拉力為9.5t，預(yù)拉彎包角為65°，對毛料進行預(yù)拉彎成形，此時被預(yù)拉彎成形后的毛料稱為預(yù)拉彎零件；
[0045]d)卸料:將拉彎機兩側(cè)液壓缸鉗口打開，將預(yù)拉彎零件從兩側(cè)鉗口中卸下。
[0046]步驟3、淬火:對預(yù)拉彎零件進行淬火，淬火溫度500±3°C，保溫時間30?35min，然后水冷；
[0047]步驟4、補拉彎成形:
[0048]a)涂油:在拉彎模具與預(yù)拉彎零件接觸部位均涂機油潤滑；
[0049]b)上料:根據(jù)預(yù)拉彎零件長度調(diào)整拉彎機兩側(cè)張緊液壓缸滑架位置，對于本預(yù)拉彎零件，拉彎機滑架位置參數(shù)設(shè)置為2850mm，將預(yù)拉彎零件裝入拉彎機兩側(cè)鉗口并夾緊；
[0050]c)補拉彎成形:在拉彎機控制系統(tǒng)界面輸入補拉彎參數(shù):補拉力為10t，補拉彎包角為81°，補拉量為45mm，對零件進行補拉彎成形，此時補拉彎成形后的零件可稱為補拉彎零件；
[0051 ] d)卸料:將拉彎機兩側(cè)液壓缸鉗口打開，將補拉彎零件從兩側(cè)鉗口中卸下；
[0052]步驟5、修整并切割零件:
[0053]a)粗切余量:粗切補拉彎零件兩端頭余量，兩端各留10mm余量。
[0054]b)修整零件:按樣板型面對補拉彎零件弧度、平度和角度進行手工修整，2A12材料要求淬火到修整完不超過1.5小時；
[0055]c)精切余量:在補拉彎零件兩端頭按樣板切割線劃線，按線精切零件兩端頭余量，完工獲得所需零件。
[0056]由于一般的型材框為正拉框，拉彎回彈后弧度變大，而此型材框為反拉框，拉彎回彈后弧度變小，回彈量為負回彈，對于型材框零件拉彎后出現(xiàn)負回彈是相當不好修整的，因此，模具對回彈量的計算要準確，模具半徑應(yīng)大于零件半徑，但單純的整體增大模具半徑，效果并不明顯，因此，在模具整體大致呈半圓形這一條件不變的情況下，本工藝對模具也進行了改進，如圖3a所示:模具兩端頭部分(33、34)即圖中所示兩個45°范圍內(nèi)的弧度略大于模具中間部分(圖中32所指)的中間90°范圍內(nèi)的弧度，本實施例的模具兩端頭部分的弧度為2447.5mm，中間部分的弧度為2447mm。這樣，使成形的零件回彈量縮小，零件尺寸精度提高，成形后的零件弧度較合適。
[0057]以上對本發(fā)明創(chuàng)造的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明創(chuàng)造的實施范圍。凡依本發(fā)明創(chuàng)造申請范圍所作的均等變化與改進等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明創(chuàng)造的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.大角度反拉型材框拉彎成形工藝，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1、下料: 采用鋸床鋸切指定長度的毛料； 步驟2、預(yù)拉彎成形: a)整理模具型面； b)上料:根據(jù)毛料長度調(diào)整拉彎機兩側(cè)張緊液壓缸滑架位置，將毛料裝入拉彎機兩側(cè)甜口并夾緊； c)預(yù)拉彎成形:在拉彎機控制系統(tǒng)界面輸入預(yù)拉彎參數(shù):預(yù)拉力為9.5t，預(yù)拉彎包角為65°，對毛料進行預(yù)拉彎成形為預(yù)拉彎零件； d)卸料:將拉彎機兩側(cè)液壓缸鉗口打開，將預(yù)拉彎零件從兩側(cè)鉗口中卸下； 步驟3、淬火:對預(yù)拉彎零件進行淬火，淬火溫度500±3°C，保溫時間30?35min，然后水冷； 步驟4、補拉彎成形: a)涂油:在拉彎模具與預(yù)拉彎零件接觸部位均涂機油潤滑； b)上料:根據(jù)預(yù)拉彎零件長度調(diào)整拉彎機兩側(cè)張緊液壓缸滑架位置，將預(yù)拉彎零件裝入拉彎機兩側(cè)鉗口并夾緊； c)補拉彎成形:在拉彎機控制系統(tǒng)界面輸入補拉彎參數(shù):補拉力為10t，補拉彎包角為81°，補拉量為45mm，對預(yù)拉彎零件進行補拉彎成形為補拉彎零件； d)卸料:將拉彎機兩側(cè)液壓缸鉗口打開，將補拉彎零件從兩側(cè)鉗口中卸下； 步驟5、修整、切割: a)粗切余量:粗切補拉彎零件兩端頭余量，兩端各留10mm余量； b)修整:按樣板型面對補拉彎零件的弧度、平度和角度進行手工修整； c)精切余量:在零件兩端頭按樣板切割線劃線，按線精切零件兩端頭余量，獲得最終所需零件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于:步驟I所述鋸床鋸切的毛料長度為8750mmo
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于:步驟2中b)所述拉彎機滑架位置參數(shù)為2850mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于:步驟4中b)所述拉彎機滑架位置參數(shù)為2850mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于:零件材質(zhì)為2A12的要求淬火到修整完不超過1.5小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于:所述模具整體大致呈半圓形，模具中間部分90度范圍內(nèi)的弧度相比模具兩端頭部分45度范圍內(nèi)的弧度略小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其特征在于:模具中間部分弧度為2447mm，兩端頭部分弧度為2447.5mm。
【文檔編號】B21D7/16GK104138944SQ201410388082
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】李倩, 張杰剛, 尹蘋, 劉祥龍, 馬凱, 孟凡成, 吳勁松, 倪貴金 申請人:天津航天長征火箭制造有限公司, 中國運載火箭技術(shù)研究院