本發(fā)明涉及一種深雙錐帶球頂形的復(fù)合成形工藝，尤其涉及一種低碳鋼深雙錐件的復(fù)合成形工藝方法，屬于材料成形技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著近凈成形技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械、兵器、航空及航天等領(lǐng)域?qū)α悴考馁|(zhì)量、性能及精度提出了更高的要求。深雙錐帶球頂形回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的薄壁件，由于頂部的球頂形孔精度要求高，且有2個(gè)不同角度的錐形，成形比較困難。谷成渝等公開(kāi)了一種超深錐形薄壁件成型工藝技術(shù)(公開(kāi)號(hào)：CN10173338A)采用多次拉錐工藝，通過(guò)采用沖壓的方式，進(jìn)行多次拉深，雖然解決了超深錐形薄壁件成形難的問(wèn)題，但工序較多，生產(chǎn)效率較低，且只適合單一錐度的零件成形。陳振等公開(kāi)了一種鋁合金薄壁回轉(zhuǎn)體旋壓加工方法(公開(kāi)號(hào)：CN105537449A)有效解決了拉錐過(guò)程中壁厚不均勻的問(wèn)題，提高了生產(chǎn)率。單德彬等公開(kāi)了厚徑比小于3％的薄壁封頭高精度旋壓成形方法(公開(kāi)號(hào)：CN100486728C)解決了壁厚較薄成形難的問(wèn)題，只需一臺(tái)設(shè)備即可完成旋壓成形，然而對(duì)深雙錐帶球頂形薄壁件的復(fù)合成形方法則尚無(wú)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何提供一種生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，并且能滿足零件的精度和尺寸要求的深雙錐帶球頂形薄壁件的復(fù)合成形方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種深雙錐帶球頂形薄壁件的復(fù)合成形方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)制作旋壓坯料：按照所需加工的深雙錐帶球頂形薄壁件的尺寸落料得到圓盤(pán)形的旋壓坯料，旋壓坯料的厚度δ1＝(δ2+Δ)/sinθ，直徑為φ1≥2L+φ2，其中，δ2為待成形的深雙錐帶球頂形薄壁件的壁厚，Δ為旋壓坯料剪切旋壓時(shí)壁厚的減薄率，θ為旋壓坯料剪切旋壓的半錐角，L為待成形的深雙錐帶球頂形薄壁件的母線長(zhǎng)，φ2為待成形的深雙錐帶球頂形薄壁件的較小直徑端的直徑；

2)旋壓成形：將旋壓坯料同軸壓裝在旋壓機(jī)上的剪切旋壓芯模與尾頂塊之間，采用旋輪將旋壓坯料逐步旋壓并貼合到剪切旋壓芯模上，壁厚為δ1×sinθ；

3)切邊：將旋壓后的旋壓坯料置于切邊模上進(jìn)行切邊，得到深雙錐帶球頂形薄壁件的半成品；

4)脹形成形：將上述的半成品置于成形模上進(jìn)行頂端局部脹形，得到頂端為球形的深雙錐帶球頂形薄壁件。

由于旋壓坯料3直徑為φ1≥2L+φ2，同時(shí)旋壓后，因壁厚減薄，使得旋壓坯料在直徑方向上延展伸長(zhǎng)，使旋壓成形后的旋壓坯料的母線長(zhǎng)大于L。另外，旋壓后的深雙錐帶球頂形薄壁件邊緣凸凹不平，采用切邊后，可以將凸凹不平的邊緣進(jìn)行修整，同時(shí)，還可以使深雙錐帶球頂形薄壁件的半成品的母線長(zhǎng)為L(zhǎng)，球頂脹形即可完成深雙錐帶球頂形薄壁件的加工，提高加工精度以及加工效率。

作為優(yōu)化，所述步驟2)中，旋壓時(shí)所采用的旋壓機(jī)為雙旋輪旋壓機(jī)。這樣，可以使得旋壓時(shí)的旋壓坯料受力平衡，有利于提高旋壓成形的質(zhì)量。

作為優(yōu)化，所述步驟2)中，具體旋壓成形時(shí)，還包括如下步驟：

2.1)倒圓角：旋壓開(kāi)始后的3～5次旋壓走刀，均由旋壓坯料的中部向邊緣進(jìn)行單向旋壓走刀，旋壓成形剪切旋壓芯模與尾頂塊夾持位置的平底的圓角部分；這樣會(huì)使料片有較好的延展性，得到一定圓弧半徑回轉(zhuǎn)料片。

2.2)旋壓第一錐度：采用每次旋壓走刀都先由旋壓坯料的中部向邊緣旋壓走刀，再由邊緣向中部回刀的方式進(jìn)行旋壓成形，使旋壓坯料貼合剪切旋壓芯模的第一錐度；

2.3)旋壓第二錐度：采用每次旋壓走刀都先貼合第一錐度進(jìn)行旋壓走刀，并在第一錐度的尾端向邊緣旋壓走刀，再由邊緣向中部回刀的方式進(jìn)行旋壓成形，使旋壓坯料逐步貼合剪切旋壓芯模的第一錐度和第二錐度；這樣，可以將料片迅速的往下壓，使走刀時(shí)速度比較快，迅速完成零件第一錐度的加工和第二錐度的加工，提高生產(chǎn)效率。

2.4)旋壓定型：采用每次旋壓走刀都先貼合第一錐度和第二錐度進(jìn)行旋壓走刀，再由邊緣向中部回刀的方式進(jìn)行旋壓走刀，完成旋壓坯料的定型收尾。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述步驟2.2)中，回刀時(shí)，旋輪在由中部向邊緣旋壓走刀的結(jié)束點(diǎn)處沿徑向向中部進(jìn)給后再回刀。這樣，在單向走刀之后，為了保持料片的厚度，回刀將擠出去的料擠回來(lái)，能使旋壓坯料的變薄量減少。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、采用雙旋輪旋壓+成形的深雙錐帶球頂形薄壁件的復(fù)合成形工藝方法可以減少工序，大幅度提高生產(chǎn)效率，尺寸精度較高，適宜大批量生產(chǎn)。

2、本發(fā)明的方法，操作簡(jiǎn)單，屬于近凈成形技術(shù)，可以為多錐形和頂端異形的零件在軍工、汽車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用提供可靠的成形方法。

附圖說(shuō)明

圖1為采用本發(fā)明方法加工旋壓坯料時(shí)的裝夾結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為旋壓走刀路徑的示意圖。

圖3為深雙錐帶球頂形薄壁件的半成品的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為深雙錐帶球頂形薄壁件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施時(shí)：一種深雙錐帶球頂形薄壁件的復(fù)合成形方法，包括如下步驟：

1)制作旋壓坯料：按照所需加工的深雙錐帶球頂形薄壁件的尺寸落料得到圓盤(pán)形的旋壓坯料3，旋壓坯料3的厚度δ1＝(δ2+Δ)/sinθ，直徑為φ1≥2L+φ2，其中，δ2為待成形的深雙錐帶球頂形薄壁件2的壁厚，Δ為旋壓坯料剪切旋壓時(shí)壁厚的減薄率，θ為旋壓坯料剪切旋壓的半錐角，L為待成形的深雙錐帶球頂形薄壁件2的母線長(zhǎng)，φ2為待成形的深雙錐帶球頂形薄壁件2的較小直徑端的直徑；

2)旋壓成形：將旋壓坯料3同軸壓裝在旋壓機(jī)上的剪切旋壓芯模1與尾頂塊4之間，采用旋輪將旋壓坯料3逐步旋壓并貼合到剪切旋壓芯模1上，壁厚為δ1×sinθ，如圖1和2所示。

3)切邊：將旋壓后的旋壓坯料置于切邊模上進(jìn)行切邊，得到深雙錐帶球頂形薄壁件的半成品，如圖3所示。

4)脹形成形：將上述的半成品置于拉深模上進(jìn)行頂端局部脹形，得到頂端為球形的深雙錐帶球頂形薄壁件，如圖4所示。

由于旋壓坯料3直徑為φ1≥2L+φ2，同時(shí)旋壓后，因壁厚減薄，使得旋壓坯料在直徑方向上延展伸長(zhǎng)，使旋壓成形后的旋壓坯料的母線長(zhǎng)大于L。另外，旋壓后的深雙錐帶球頂形薄壁件邊緣凸凹不平，采用切邊后，可以將凸凹不平的邊緣進(jìn)行修整，同時(shí)，還可以使深雙錐帶球頂形薄壁件的半成品的母線長(zhǎng)為L(zhǎng)，球頂脹形即可完成深雙錐帶球頂形薄壁件的加工，提高加工精度以及加工效率。

實(shí)施時(shí)，所述步驟2)中，旋壓時(shí)所采用的旋壓機(jī)為雙旋輪旋壓機(jī)。這樣，可以使得旋壓時(shí)的旋壓坯料受力平衡，有利于提高旋壓成形的質(zhì)量。

實(shí)施時(shí)，所述步驟2)中，具體旋壓成形時(shí)，還包括如下步驟：

2.1)倒圓角：旋壓開(kāi)始后的3～5次旋壓走刀，均由旋壓坯料的中部向邊緣進(jìn)行單向旋壓走刀，旋壓成形剪切旋壓芯模與尾頂塊夾持位置的平底的圓角部分。這樣會(huì)使料片有較好的延展性，得到一定圓弧半徑回轉(zhuǎn)料片。

2.2)旋壓第一錐度：采用每次旋壓走刀都先由旋壓坯料的中部向邊緣旋壓走刀，再由邊緣向中部回刀的方式進(jìn)行旋壓成形，使旋壓坯料貼合剪切旋壓芯模的第一錐度。這樣，在單向走刀之后，為了保持料片的厚度，回刀將擠出去的料擠回來(lái)，能使旋壓坯料的變薄量減少。

2.3)旋壓第二錐度：采用每次旋壓走刀都先貼合第一錐度進(jìn)行旋壓走刀，并在第一錐度的尾端向邊緣旋壓走刀，再由邊緣向中部回刀的方式進(jìn)行旋壓成形，使旋壓坯料逐步貼合剪切旋壓芯模的第一錐度和第二錐度。這樣，可以將料片迅速的往下壓，使走刀時(shí)速度比較快，迅速完成零件第一錐度的加工和第二錐度的加工，提高生產(chǎn)效率。

2.4)旋壓定型：采用每次旋壓走刀都先貼合第一錐度和第二錐度進(jìn)行旋壓走刀，再由邊緣向中部回刀的方式進(jìn)行旋壓走刀，完成旋壓坯料的定型收尾。

實(shí)施時(shí)，所述步驟2.2)中，回刀時(shí)，旋輪在由中部向邊緣旋壓走刀的結(jié)束點(diǎn)處沿徑向向中部進(jìn)給后再回刀。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不以本發(fā)明為限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。