本發(fā)明涉及沖壓加工領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金薄板高盒形件拉伸成形工藝。

背景技術(shù)：

鋁合金油箱具有重量輕、耐腐蝕性良好等優(yōu)點(diǎn)，在裝甲車(chē)輛上得到了廣泛應(yīng)用。鋁合金油箱主要由箱體、端板、隔板及法蘭等零部件組成，其中兩端的端板為高盒形拉伸件，材料為5A06鋁合金，鋁板厚度為3mm，與箱體采用對(duì)接接頭及搭接接頭，焊接后進(jìn)行壓力試驗(yàn)，用水或空氣在0.075MPa壓力下將油箱進(jìn)行5mins靜壓試驗(yàn)，不允許有漏水漏氣現(xiàn)象，在使用過(guò)程中不允許存在滲漏現(xiàn)象。

目前工廠(chǎng)鋁合金油箱焊接方法采用手工焊接，焊接過(guò)程完全依靠手工操作，對(duì)操作工人的技能要求非常高，在焊接過(guò)程中容易產(chǎn)生未焊透、過(guò)燒及產(chǎn)生密集氣孔等焊接缺陷，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，導(dǎo)致焊縫疲勞極限降低，在跑車(chē)震動(dòng)和焊接應(yīng)力的共同作用下造成焊縫開(kāi)裂失效出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，同時(shí)鋁合金油箱焊接勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接生產(chǎn)率低。為提高鋁合金油箱的焊接質(zhì)量，減少焊縫數(shù)量，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高焊接生產(chǎn)效率，達(dá)到適應(yīng)油箱的機(jī)器人自動(dòng)化焊接的目的，因此，將油箱端板高度由原來(lái)的25mm提高到60mm。

故本領(lǐng)域需要一種可以解決以上問(wèn)題的鋁合金薄板高盒形件拉伸成形工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中拉伸成形工藝的不足，本發(fā)明提供一種成形好、延伸率高、節(jié)省成本、勞動(dòng)強(qiáng)度低的鋁合金薄板高盒形件拉伸成形工藝。具體方案如下：

一種鋁合金薄板高盒形件拉伸成形工藝，包括如下步驟：

S1、毛坯料尺寸計(jì)算；

S2、鋁合金板料檢查：退火狀態(tài)，表面平整、光滑，無(wú)劃傷、裂紋、銹蝕等缺陷，周邊無(wú)毛刺；

S3、模具安裝及設(shè)置：將模具安裝在沖床上，控制好拉伸模工作部分的凸模和凹模間隙、壓料裝置的壓邊力及閉合高度，以后每次拉伸都要調(diào)整好壓邊力和閉合高度，保證零件的拉伸高度；

S4、模具潤(rùn)滑：鋁合金材料具有較強(qiáng)的粘模性，且在拉深過(guò)程中，材料與模具表面直接接觸，相互間作用的壓力很大，材料在凹模表面滑動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生很大的摩擦，易使工件破裂，因此，將凸模與凹模周邊涂上潤(rùn)滑油，便于零件拉伸；

S5、零件拉伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，

S1包括如下步驟：

S11、按壓彎計(jì)算壁部展開(kāi)長(zhǎng)度L無(wú)凸緣L＝h+0.57r底；

S12、按拉伸計(jì)算角部毛坯半徑R；

無(wú)凸緣

S13、從ab線(xiàn)段的中心向半徑為R的圓弧引切線(xiàn)；

S14、在直線(xiàn)與切線(xiàn)的交接處，用半徑為R的圓弧光滑連接，得到毛坯外形。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，S5包括如下步驟：

S51、模具安裝在沖床上，加工零件時(shí)，將鋁合金材料的毛坯料放在壓料板平面上，模具上部分在壓力機(jī)氣缸作用下向下運(yùn)動(dòng)，隨著模具上部分向下運(yùn)行，模具上、下部分逐漸貼合，隨后，在凹模、凸模、壓料板的共同作用下完成零件拉伸工序；在打料桿的作用下零件退出凹模，將零件從模具中拿出，第一次拉伸工序完成；

S52、第一次拉伸工序完成后零件進(jìn)行第一次熱處理，溫度為310℃～330℃，冷卻介質(zhì)為空氣，保溫時(shí)間1.5小時(shí)；

S53、調(diào)整沖床閉合高度，進(jìn)行零件第二次拉伸，拉伸工序與第一次的相同，

S54、第二次拉伸工序完成后零件進(jìn)行第二次熱處理，溫度為370℃～390℃，冷卻介質(zhì)為空氣，保溫時(shí)間1.5小時(shí)；

S55、調(diào)整沖床閉合高度，進(jìn)行零件第三次拉伸，拉伸工序與第一次的相同；

S56、第三次拉伸工序完成后零件進(jìn)行第三次熱處理，溫度為440℃～460℃，冷卻介質(zhì)為空氣，保溫時(shí)間1.5小時(shí)；

S57、調(diào)整沖床閉合高度，進(jìn)行零件第四次拉伸，拉伸工序與第一次的相同；

S58、第四次拉伸工序完成后零件進(jìn)行第四次熱處理，溫度為460℃～480℃，冷卻介質(zhì)為空氣，保溫時(shí)間1小時(shí)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果：

1、本技術(shù)方案采用四次拉伸、四次熱處理的加工方式，將鋁合金端板拉伸至需要的高度和形狀，在每次拉伸的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一次熱處理，拉伸和熱處理交叉進(jìn)行，逐漸將材料加工至需要的性能，使材料拉伸后的成形效果良好，且油箱端板高度由原來(lái)的25mm提高到60mm，因此材料在拉伸后的成形效果會(huì)進(jìn)一步優(yōu)良，從而滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。

2、本技術(shù)方案對(duì)材料進(jìn)行四次拉伸、四次熱處理，拉伸和熱處理交叉進(jìn)行，最終將材料的延伸率由13％延伸至29％，大大提高了材料的機(jī)械性能，從而可以達(dá)到適應(yīng)油箱的機(jī)器人自動(dòng)化焊接的目的，大大提高了生產(chǎn)效率。

3、本工藝僅用普通沖壓設(shè)備沖壓出符合要求的高盒形件，通過(guò)改善工藝達(dá)到了提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的，相比更新設(shè)備等方式，從整體上節(jié)約了生產(chǎn)成本，減輕了企業(yè)負(fù)擔(dān)。

4、采用自動(dòng)化焊接，提高了焊接質(zhì)量，節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1為盒形件的毛坯的視圖一；

圖2為盒形件的毛坯的視圖二；

圖3為拉伸盒形件的拉伸模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為合格工件的立體圖；

圖5為試驗(yàn)樣件的立體圖；

圖中：1、上模板，2、打料板，3、打料桿，4、凸模，5、凹模，6、壓料板，7、頂桿，8、下模板，9、銷(xiāo)釘，10、內(nèi)六角螺釘，11、起重銷(xiāo)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

請(qǐng)參閱圖1～圖5，本發(fā)明設(shè)計(jì)、制造出深拉伸模具，為了提高材料的延伸率，確定了5A06板材進(jìn)行拉深前的熱處理工藝參數(shù)，形成整套技術(shù)文件，采用普通沖壓設(shè)備一套模具多次拉伸,實(shí)現(xiàn)鋁合金油箱冷拉深成形相對(duì)高度H/B由0.13提高到0.32。

將不適宜于冷深拉伸成形的材料5A06擴(kuò)展至冷深拉伸成形。5A06鋁板是AL-Mg系防銹鋁，抗拉強(qiáng)度為32kgf/mm²,延伸率為13％，具有較高強(qiáng)度和耐腐蝕穩(wěn)定性，在退火和擠壓狀態(tài)下塑性尚好，油箱端板采用專(zhuān)用的優(yōu)質(zhì)鋁合金5A06，能夠滿(mǎn)足中輕型車(chē)輛總體減重的要求，具有重量輕、強(qiáng)度高，耐蝕性、焊接性能、機(jī)械加工性能良好等優(yōu)點(diǎn)，在冷作硬化塑性低的狀態(tài)，將延伸率從13％提高到29％，采用科學(xué)合理的工藝手段拉伸成形。

為了提高材料的延伸率，對(duì)5A06板材進(jìn)行拉深前的熱處理。

5A06的熱處理工藝方案見(jiàn)表1。

表1

5A06熱處理后的機(jī)械性能見(jiàn)表2。

表2

對(duì)比表1、表2可以得出，通過(guò)對(duì)材料5A06進(jìn)行熱處理，5A06的延伸率顯著提高，延伸率由13％提高到29％。且拉伸使用的模具為普通沖壓設(shè)備。

通過(guò)實(shí)踐與優(yōu)化，摸索出適宜的熱處理方法——拉伸后第一次熱處理，溫度為310℃～330℃，冷卻介質(zhì)為空氣，保溫時(shí)間1.5小時(shí)；第二次熱處理，溫度為370℃～390℃，冷卻介質(zhì)為空氣，保溫時(shí)間1.5小時(shí)；第三次熱處理，溫度為440℃～460℃，冷卻介質(zhì)為空氣，保溫時(shí)間1.5小時(shí)；第四次熱處理，溫度為460℃～480℃，冷卻介質(zhì)為空氣，保溫時(shí)間1小時(shí)。

這種熱處理的有效性在實(shí)際拉伸成形過(guò)程中得到了驗(yàn)證，油箱端板拉伸高度得以達(dá)到，外觀質(zhì)量好，無(wú)起皺、拉裂等缺陷。

工藝流程：

下料→一次拉伸→熱處理→二次拉伸→熱處理→三次拉伸→熱處理→四次拉伸(具體參數(shù)見(jiàn)表3)

準(zhǔn)備工作：

S1、鋁合金5A06材料：毛坯料的計(jì)算

根據(jù)確定的拉深樣件圖紙，對(duì)每一輪工藝毛坯的形狀、尺寸作出調(diào)整，由常規(guī)的長(zhǎng)方形或圓形改為長(zhǎng)圓形，即長(zhǎng)方形尖角倒圓，并對(duì)毛坯圓角進(jìn)行了優(yōu)化，具體計(jì)算如下：

S11、按壓彎計(jì)算壁部展開(kāi)長(zhǎng)度L無(wú)凸緣L＝h+0.57r底

S12、按拉伸計(jì)算角部毛坯半徑R

無(wú)凸緣

S13、從ab線(xiàn)段的中心向半徑為R的圓弧引切線(xiàn)；

S14、在直線(xiàn)與切線(xiàn)的交接處，用半徑為R的圓弧光滑連接，可得毛坯外形。

S2、鋁合金5A06板料：退火狀態(tài)，表面平整、光滑，無(wú)劃傷、裂紋、銹蝕等缺陷，周邊無(wú)毛刺。

S3、模具安裝及設(shè)置：請(qǐng)參閱圖3，將模具安裝在沖床上，控制好拉伸模工作部分凸模4和凹模5的間隙、壓料裝置的壓邊力及閉合高度，以后每次拉伸都要調(diào)整好壓邊力和閉合高度，保證零件的拉伸高度。

S4、模具潤(rùn)滑：5A06材料具有較強(qiáng)的粘模性，且在拉深過(guò)程中，材料與模具表面直接接觸，相互間作用的壓力很大，材料在凹模表面滑動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生很大的摩擦，易使工件破裂，因此需將凸凹模模具周邊涂上潤(rùn)滑油，便于零件拉伸。

S5、零件拉伸：

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3，模具安裝在沖床上，加工零件時(shí)，將材料5A06毛坯料放在壓料板6平面上，由上模板1、打料板2、打料桿3和凹模5等組成的模具上部分在壓力機(jī)氣缸作用下向模具下部分運(yùn)動(dòng)，模具下部分由凸模4、壓料板6、頂桿7、下模板8和起連接作用的銷(xiāo)釘9、內(nèi)六角螺釘10和起重銷(xiāo)11等組成，隨著模具上部分向下運(yùn)行，模具上、下部分逐漸貼合，零件被壓緊，隨后，在凹模5、凸模4、壓料板6的共同作用下完成零件拉伸工序。在打料桿3的作用下零件退出凹模5，將零件從模具中拿出，第一次拉伸工序完成。第一次拉伸工序完成后零件進(jìn)行第一次熱處理，在310℃～330℃冷卻介質(zhì)空氣，保溫時(shí)間1.5小時(shí)。

隨后，調(diào)整沖床閉合高度，進(jìn)行零件第二次拉伸，拉伸工序與第一次的相同，第二次拉伸工序完成后零件進(jìn)行第二次熱處理，在370℃～390℃冷卻介質(zhì)空氣，保溫時(shí)間1.5小時(shí)。

然后調(diào)整沖床閉合高度，再進(jìn)行第三次、第四次拉伸，拉伸工序均與第一次相同，兩次拉伸工序之間為第三次熱處理。第三次熱處理，溫度為440℃～460℃，冷卻介質(zhì)為空氣，保溫時(shí)間1.5小時(shí)；第四次熱處理在第四次拉伸后進(jìn)行，溫度為460℃～480℃，冷卻介質(zhì)為空氣，保溫時(shí)間1小時(shí)。鋁合金盒形件經(jīng)過(guò)多次拉伸后，完全可以達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

鋁合金盒形件多次拉伸高度極限值見(jiàn)表3。

表3鋁合金盒形件多次拉伸高度極限值

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。