本發(fā)明屬于合金鍛造成型，具體涉及一種大型鋁合金盤件的冷變形裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、該機匣是新研制某直升機機匣產(chǎn)品，在該直升機研制項目中，因其鋁合金機匣尺寸為最大，鍛件投影面積3m2左右，性能要求較高，所需的鍛壓設(shè)備噸位能力要求大，因此能承接該項目的企業(yè)極少。

2、該鋁合金機匣屬于國內(nèi)最大的鋁合金盤類產(chǎn)品，最大回轉(zhuǎn)直徑2000mm左右，在國內(nèi)屬首次生產(chǎn)。

3、該鋁合金技術(shù)要求在固溶化處理后，通過壓縮產(chǎn)生一個1％～5％的恒定狀態(tài)的變形，以消除應(yīng)力。該鋁合金盤件產(chǎn)品，兩端面可冷壓位置的投影面積分別是0.94m2和2.1m2，整體壓縮變形需要的壓力為1500mn。目前在國內(nèi)還沒有這么大噸位的壓機可以實現(xiàn)。

4、通過什么樣的變形方法達到產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，是一個有待解決的難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于以上背景，本發(fā)明的目的是實現(xiàn)超大型鋁合金盤類件冷變形的能力，填補了國內(nèi)大型鋁合金盤類件冷變形成型的空白。

2、有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種大型鋁合金盤件的冷變形裝置，包括：終鍛上模板1、終鍛沖頭2、冷變形沖頭7和多塊冷變形模具，其中終鍛上模板1位于裝置底部，終鍛沖頭2安裝于終鍛上模板1內(nèi)，冷變形沖頭7位于裝置頂部，終鍛沖頭2的頂端直徑小于底端直徑，且邊緣為圓角，終鍛沖頭2的外尺寸與大型鋁合金盤件的內(nèi)尺寸相同，多塊冷變形模具為圓環(huán)狀，用于在冷變形時分別對應(yīng)不同的冷變形區(qū)域的壓制。

3、可選地，冷變形沖頭7為鋁合金盤件的熱變形模具的終鍛沖頭。

4、可選地，多塊冷變形模具的截面成倒梯形。

5、根據(jù)本發(fā)明實施例的領(lǐng)一個方面，還提供了一種大型鋁合金盤件的冷變形方法，其特征在于，使用所述的任一裝置，包括：

6、步驟s01：計算鋁合金盤單次冷變形最大面積和鋁合金盤總冷變形面積；

7、步驟s02：根據(jù)單次冷變形最大面積將總冷變形面積分割成多個冷變形區(qū)域；

8、步驟s03：根據(jù)每個冷變形區(qū)域設(shè)置對應(yīng)的冷變形模具；

9、步驟s04：使用對應(yīng)的冷變形模具，逐個對每個冷變形區(qū)域進行壓制。

10、可選地，冷變形下壓壓力為n，鋁合金盤件毛坯的單位面積受壓力為m，則冷變形面積為n/m。

11、可選地，還包括，測量單次冷變形量，單次冷變形量的計算公式為：

12、鍛件同一變形區(qū)域冷變形前后的厚度差÷變形前的鍛件厚度×100％＝單次變形量。

13、可選地，還包括：按每個冷變形區(qū)域內(nèi)鋁合金盤的最小截面厚度進行計算。

14、可選地，還包括：鋁合金盤鍛件的冷變形量控制在1.5％～2.5％之間。

15、本發(fā)明的技術(shù)效果：

16、技術(shù)優(yōu)點1：分段式冷變形方式，滿足產(chǎn)品冷變形量的技術(shù)要求；

17、技術(shù)優(yōu)點2：模具熱模鍛中鍛上模轉(zhuǎn)為下模使用，有效利用模具，降低生產(chǎn)成本；

18、技術(shù)優(yōu)點3：通過計算單位面積承壓力量，確定了每個變形區(qū)域的面積。單位面積的承壓力計算公式：材料在單位面積內(nèi)的變形抗力×承壓面積＝承壓力；每個變形區(qū)域的承壓力不大與500mn，再計算出每個區(qū)域的面積。

19、技術(shù)優(yōu)點4：因坯料前工序熱成型后冷卻尺寸收縮，坯料尺寸減小，坯料放置在下模上，坯料與下模板間有間隙，直接下壓冷變會導(dǎo)致坯料變形，采用環(huán)形工裝墊板填補間隙，有效解決了直接下壓冷變形問題；

20、技術(shù)優(yōu)點5：性能檢測滿足技術(shù)要求，實現(xiàn)了大型鋁合金盤類件分段式冷變形，填補了鍛造冷成型在大型鋁合金盤類件成型方面的空白。

21、技術(shù)優(yōu)點6：該技術(shù)可推廣至鋁合金冷變形不同尺寸規(guī)格盤類產(chǎn)品。

技術(shù)特征：

1.一種大型鋁合金盤件的冷變形裝置，其特征在于，包括：終鍛上模板(1)、終鍛沖頭(2)、冷變形沖頭(7)和多塊冷變形模具，其中終鍛上模板(1)位于裝置底部，終鍛沖頭(2)安裝于終鍛上模板(1)內(nèi)，冷變形沖頭(7)位于裝置頂部，終鍛沖頭(2)的頂端直徑小于底端直徑，且邊緣為圓角，終鍛沖頭(2)的外尺寸與大型鋁合金盤件的內(nèi)尺寸相同，多塊冷變形模具為圓環(huán)狀，用于在冷變形時分別對應(yīng)不同的冷變形區(qū)域的壓制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，冷變形沖頭(7)為鋁合金盤件的熱變形模具的終鍛沖頭。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，多塊冷變形模具的截面成倒梯形。

4.一種大型鋁合金盤件的冷變形方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1-3所述的任一裝置，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，冷變形下壓壓力為n，鋁合金盤件毛坯的單位面積受壓力為m，則冷變形面積為n/m。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括，測量單次冷變形量，單次冷變形量的計算公式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括：按每個冷變形區(qū)域內(nèi)鋁合金盤的最小截面厚度進行計算。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括：鋁合金盤鍛件的冷變形量控制在1.5％～2.5％之間。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種大型鋁合金盤件的冷變形裝置和方法，涉及鍛造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開了一種大型鋁合金盤件的冷變形裝置，包括：終鍛上模板、終鍛沖頭、冷變形沖頭和多塊冷變形模具，其中終鍛上模板位于裝置底部，終鍛沖頭安裝于終鍛上模板內(nèi)，冷變形沖頭位于裝置頂部，終鍛沖頭的頂端直徑小于底端直徑，且邊緣為圓角，終鍛沖頭的外尺寸與大型鋁合金盤件的內(nèi)尺寸相同，多塊冷變形模具為圓環(huán)狀，用于在冷變形時分別對應(yīng)不同的冷變形區(qū)域的壓制。根據(jù)本發(fā)明的一種大型鋁合金盤件冷變形成型方法，分區(qū)域控制變形量在1％～3％之間，分段變形面積在0.5～1m<supgt;2</supgt;之間，冷變形壓力＞5MN，分段式冷變形實現(xiàn)了產(chǎn)品最終成型。

技術(shù)研發(fā)人員：李宵飛,王通健,武慧慧,叢鎮(zhèn)漁,周匯敏,秦衛(wèi)東
受保護的技術(shù)使用者：山東宏山航空鍛造有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9