CN114700407A - 一种半球类零件拉挤加工的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半球类零件拉挤加工的成型方法，包括模具装配；坯料表面预先涂抹高温润滑剂；对坯料热处理；模具的受力接触部分表面涂抹润滑剂和保温涂料；对坯料拉挤成型。本发明为拉伸和挤压混合成型方式，拉挤过程板料不压边限制；拉挤过程伴在热状态下进行，减少了变形抗力，提高了加工成型效率；拉伸成型后给机加工留余量较少，大大降低了原材料消耗；模具和工件分别涂有高温润滑剂和保温涂料，以保护零件成型、延长模具寿命和便于半球坯料退料；能够有效降低半球成型时产生变形抗力，降低了沉淀硬化不锈钢薄板成型开裂的风险。

Description

一种半球类零件拉挤加工的成型方法

技术领域

本发明涉及半球类零件加工技术领域，特别是指一种半球类零件拉挤加工的成型方法。

背景技术

常用的半球类零件加工方式有机械加工、铸造、模锻、拉伸。机械加工工艺简单，但是材料利用率低、加工效率较低、成本消耗高。铸造容易产生砂眼、气孔等缺陷，且在冶金过程中容易产生成分偏析，不适用于高压气瓶。模锻加工具有工艺过程复杂，影响加工成型参数较多，且加工耗能大。拉伸成型具有材料消耗低的优势，但加工工艺难度较大，且对拉伸模具精度要求较高。此外还存在余量较多，成型效率不高的问题。

拉伸和挤压是两种较为成熟的钣金加工技术，二者均较多应用于半球类零件加工，本发明所述为一种拉伸和挤压复合成型的加工工艺过程，且加工过程伴随着板材的加热，该加工方法简称热拉挤加工。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种半球类零件拉挤加工的成型方法，解决了现有技术中半球类零件加工方式存在成型效率不高的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种半球类零件拉挤加工的成型方法，包括如下步骤：

S1.模具的装配；

S2. 准备好坯料，并在坯料表面预先涂抹高温润滑剂；

S3. 采用低温入炉后再逐渐升温的方式，对坯料热处理；

S4. 在模具的受力接触部分表面涂抹热拉挤用的润滑剂；

S5. 在模具的润滑剂外层再刷涂一层保温涂料；

S6.将坯料对中放置在模具内，对坯料拉挤成型。

进一步地，所述步骤S3中入炉的温度为100～300℃，入炉后坯料随炉升温至1050±10℃，保温0.5h～1h。

进一步地，所述步骤S5的坯料板材拉挤时的温度不得低于850～950℃，拉挤速度2～10mm/s。

进一步地，还包括如下步骤：

S7.拉挤后的半球空冷后静置1～3天，释放内应力；

S8.拉挤后的半球零件进行机械加工。

进一步地，还包括如下步骤：

S9.对机加工后的半球零件进行探伤检测。

进一步地，所述模具包括相配合的上模组件和下模组件，下模组件包括下模座和设置在下模座内的凹模，上模组件包括上模座和设置在上模座底部的凸模，凸模与凹模相匹配，凸模下端设有半球面，所述凹模上设有圆弧形凹槽；所述上模组件连接有驱动上模组件升降的升降驱动机构。

进一步地，所述下模座内设有供凸模伸入的压制空间，且凹模设置在压制空间的底部。

进一步地，所述下模座上设有用于放置坯料的限位槽。

进一步地，所述下模座包括可拆连接的底座和设置在底座上的下模筒，压制空间设置在下模筒内，限位槽设置在下模筒上端。

本发明的有益效果：

1）半球经过板材拉伸成型后机加工，减少因棒料粗加工工序的消耗的大量时间，减少加工周期，提高效率；

2）半球板材拉伸余量较小棒料机加工浪费掉的大料原材料，拉伸成型的半球坯料除精车工序除去少部分原材料外，其它加工过程基本不浪费原材料，提高材料利用率，降低生产成本；

3）高温拉伸能够有效降低半球拉伸时产生变形抗力，提高了加工效率，降低了不锈钢薄板拉伸开裂的风险；

4）在模具上涂抹高温润滑剂，提高了半球拉伸效率，减少拉伸过程对变形抗力对模具和板材的损伤，减少传统拉伸零件开裂倾向，保证产品质量和延长模具寿命；

5）半球成型为拉伸和挤压混合成型方式，拉挤过程板料不压边限制；

6）拉挤过程伴在热状态下进行，减少了变形抗力，提高了加工成型效率；

7）板材备料与零件拉伸成型后给机加工留余量较少，大大降低了原材料消耗；

8）拉挤成型时模具和工件分别涂有高温润滑剂和保温涂料，以保护零件成型、延长模具寿命和便于半球坯料退料；

9）能够有效降低半球成型时产生变形抗力，提高了加工效率，降低了沉淀硬化不锈钢薄板成型开裂的风险，避免了成型过程因过冷而产生开裂等诸多问题，为薄板沉淀硬化不锈钢半球类零件加工提供了一种新的工艺参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的模具的结构示意图；

图2为本发明拉挤后半球坯料的示意图；

图3为本发明的半球零件的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~图3所示，一种半球类零件拉挤加工的成型方法，包括如下步骤：

S1.模具的装配；其中，模具包括相配合的上模组件和下模组件，所述上模组件连接有驱动上模组件升降的升降驱动机构。本实施例中，升降驱动机构为液压缸。下模组件包括下模座1和设置在下模座1内的凹模2，上模组件包括上模座3和设置在上模座3底部的凸模4，凸模4与凹模2相匹配，凸模4下端设置半球面，凹模2上设有与球缺面契合的圆弧形凹槽。通过凸模4与凹模2以及下模座1的挤压作用，使坯料受挤压作用的同时进行受拉伸作用。半球坯料5成型过程中，随着中心部位拉伸成型，边部被凸模挤压进凹模，在凸模和凹模加压过程中成型，半球坯料5拉挤成型，然后机加工完成半球零件加工。并且坯料安装在模具上后，坯料边部无压边，成型过程中无压边力约束，靠近中心部位51以拉伸成型为主，靠近边缘部52以挤压成型为主，二者之间为混合形成方式，但无明显区分界限。所述下模座1内设有供凸模4伸入的压制空间，该压制空间为圆柱形，且凹模2同轴设置在压制空间的底部，坯料在该空间内被压制成的半球坯料上端带圆筒型边，便于后续机加工。并且，所述下模座1上设有用于放置坯料的限位槽，保证坯料与凸模4和凹模2对中；

模具装配后，调整上模组件和下模组件对正，并在上下模具接触坯料的表面上涂抹高温润滑剂二硫化钼；

S2. 准备好坯料，使用线切割将板材线切割成圆形沉淀硬化不锈钢板，并在坯料表面预先均匀涂抹高温润滑剂；本实施例中，采用厚度为4-5mm板材线切割成Ø139mm的圆形板，且坯料涂抹润滑剂的厚度为0.5～1.5mm；

S3. 坯料板材的热处理；沉淀硬化不锈钢板材拉挤前的热处理，采用低温入炉方式，入炉的温度为100～300℃，入炉后坯料随炉升温至1050±10℃，保温0.5h～1h，确保板材加热均匀，且不会过软化变形，使板材在进入拉挤时达到最佳的变形温度；

S4. 涂抹润滑剂：在拉挤前，模具的受力接触部分表面也应涂抹均匀热拉挤用的润滑剂；本实施例中，模具涂抹润滑剂的厚度为0.5～1.5mm；

S5. 刷涂料：在拉挤上模具即凸模4的表面在涂抹润滑剂后在润滑剂外层再刷涂一层保温涂料，本实施例中，在润滑剂外层刷涂1mm左右厚度的395涂料，以去除半球成型后内腔的多余物，且便于开模；

S6.将坯料对中放置在下模座1的限位槽内，对坯料拉挤成型，其中，板材拉挤时的温度不得低于850～950℃，否则会冷却硬化，拉挤速度2～10mm/s；本实施例中，成型后的半球长度≮54.5mm。

S7.拉挤后的半球坯料5空冷后静置1～3天，释放内应力；

S8.拉挤后的半球类零件进行机械加工，最终完成图3所示的半球零件6；

S 9.探伤检测：对机加工后的半球零件6进行探伤检测；

S10.入库：核对产品信息，三维坐标扫描检测半球内径和外径尺寸，射线探伤结果无缺陷，半球内外表面光洁无明显缺陷，入库。

实施例2，其与实施例1的区别在于，所述下模座1包括可拆连接的底座11和设置在底座11上的下模筒12，底座11上设有圆筒，下模筒12被固定在圆筒内。压制空间设置在下模筒12内，限位槽设置在下模筒12上端，且与下模筒12同心设置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种半球类零件拉挤加工的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.模具的装配，并在模具上涂抹高温润滑剂二硫化钼；

S2. 准备好坯料，并在坯料表面预先涂抹高温润滑剂；

S3. 采用低温入炉后再逐渐升温的方式，对坯料热处理；

S4. 在模具的受力接触部分表面涂抹热拉挤用的润滑剂；

S5. 在模具的润滑剂外层再刷涂一层保温涂料；

S6.将坯料对中放置在模具，对坯料拉挤成型。

2.根据权利要求2所述的半球类零件拉挤加工的成型方法，其特征在于，所述步骤S3中入炉的温度为100～300℃，入炉后坯料随炉升温至1050±10℃，保温0.5h～1h。

3.根据权利要求3所述的半球类零件拉挤加工的成型方法，其特征在于，所述步骤S5的坯料板材拉挤时的温度不得低于850～950℃，拉挤速度2～10mm/s。

4.根据权利要求1~3任一项所述的半球类零件拉挤加工的成型方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S7.拉挤后的半球空冷后静置1～3天，释放内应力；

S8.对拉挤后的半球零件（6）进行机械加工。

5.根据权利要求4所述的半球类零件拉挤加工的成型方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S 9.对机加工后的半球零件（6）进行探伤检测。

6.根据权利要求1~3或5任一项所述的半球类零件拉挤加工的成型方法，其特征在于，所述模具包括相配合的上模组件和下模组件，下模组件包括下模座（1）和设置在下模座（1）内的凹模（2），上模组件包括上模座（3）和设置在上模座（3）底部的凸模（4），凸模（4）与凹模（2）相匹配，凸模（4）下端设有半球面，所述凹模（2）上设有圆弧形凹槽；所述上模组件连接有驱动上模组件升降的升降驱动机构。

7.根据权利要求6所述的半球类零件拉挤加工的成型方法，其特征在于，所述下模座（1）内设有供凸模（4）伸入的压制空间，且凹模（2）设置在压制空间的底部。

8.根据权利要求7所述的半球类零件拉挤加工的成型方法，其特征在于，所述下模座（1）上设有用于放置坯料的限位槽。

9.根据权利要求7或8任一项所述的半球类零件拉挤加工的成型方法，其特征在于，所述下模座（1）包括可拆连接的底座（11）和设置在底座（11）上的下模筒（12），压制空间设置在下模筒（12）内，限位槽设置在下模筒（12）上端。

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