一种铝合金顶盖小孔径翻边凸孔成形方法与流程

本发明属于铝合金顶盖翻边凸孔成形技术领域，具体涉及一种铝合金顶盖小孔径翻边凸孔成形方法。

背景技术：

在航天装备领域，顶盖是燃料贮箱的重要组成部分，其结构如图1所示。顶盖上的小凸孔(图2)位置在椭球面上，凸孔时易导致材料变薄严重及有开裂现象，且不同零件凸孔的数量及孔径不一致(一般有φ60、φ70、φ78的孔径)，分布位置也不均。因此在以往使用模具液压翻边凸孔时容易出现受力不均而导致的部分孔尺寸凸不到位、部分孔凸裂等问题。

目前国内针对顶盖零件翻边凸孔方式主要有：陶明清公开的《一种贮箱箱底凸孔方法，cn110814134a》、以及类似零件中张下陆公开的《一种φ3350椭球瓜瓣法向孔凸孔模具及工艺，cn107695156a》，它们均采用的是制翻边初孔后液压成形翻边凸孔，且凸孔数量一般为一个或对称的两个相同孔径的圆孔。然而，由于顶盖类零件椭球面上小孔径翻边凸孔的数量及孔径经常不一致，且分布位置不均。在使用模具液压凸孔过程中若同时将多个孔一起翻边凸出时，常会因受力不均而导致的部分孔尺寸凸不到位、部分孔凸裂，平均每凸100个孔会裂20个，而具有多个孔的顶盖有一个孔有裂纹便会导致整个零件报废；使用液压凸孔一般需要分5～10道次逐渐成形，每道次间需手动调整限位块，耗费大量的操作时间；且液压凸孔严重受设备情况及模具生产进度影响，一套模具须数十万元的成本，不适应航天产品的型号多批次少、更新换代快、设计要求多的特点。另外，使用模具液压凸孔时因无法观测内部凸孔情况，易使凸出孔的轴线与弹体轴线无法保持一致。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种铝合金顶盖小孔径翻边凸孔成形方法。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种铝合金顶盖小孔径翻边凸孔成形方法，包括如下步骤：

一、钻翻边中心孔

1.1将待凸孔的顶盖放置在阴模上，利用阴模型面上的孔打翻边中心点；

1.2以中心点钻小孔；

二、制翻边初孔

2.1以小孔为圆心扩孔得到翻边初孔；

2.2用120#～400#砂纸打磨翻边初孔至圆滑、光亮；

三、淬火

3.1将顶盖表面清洗干净并使用干净抹布擦干；

3.2将顶盖做好标记后装框绑扎牢固；

3.3绑扎好的顶盖浸入硝盐槽液面150mm以下加热保温20分钟，转移至10～30℃冷水槽中冷却至冷透；

四、凸孔

4.1将顶盖表面清洗干净并使用干净抹布擦干；

4.2在翻边初孔部位涂凡士林润滑膏；

4.3将顶盖按阴模型面上孔的位置放置在阴模上，使翻边初孔与阴模型面上的孔对齐；

4.4使用压边圈将顶盖边缘处压住；

4.5将与待凸孔尺寸适配的手打模端头涂凡士林润滑膏；

4.6将手打模对准并插入翻边初孔，使用铁锤敲打手打模顶部以将翻边初孔加工成设定的翻边凸孔，期间，观察凸孔情况，根据需要进行凡士林润滑膏的补充、孔面的打磨；

4.7若顶盖上待加工尺寸不一的若干孔，其余孔径更换适配的手打模重复4.5、4.6的步骤以将所有的翻边初孔加工成设定的翻边凸孔；

五、修正

5.1将顶盖从阴模中取出并把润滑膏清洗掉后测量翻边凸孔的尺寸；

5.2按尺寸需要使用对应孔径的手打模进行修正至凸孔要求尺寸；

5.3将翻边凸孔位置使用120#～400#砂纸打磨圆滑。

具体的，所述顶盖上需要加工直径尺寸为60～80的若干翻边凸孔，所述步骤1.2中以中心点钻小孔φ6.1，所述步骤2.1中以小孔为圆心扩孔得到尺寸为φ30～φ60的翻边初孔。翻边初孔尺寸与凸孔要求尺寸相差10～20mm，这样即便于快速凸孔成型，又便于及时修改孔位，从而使翻边凸孔的尺寸与位置精确。

具体的，所述步骤3.3中硝盐槽液温度根据铝合金牌号不同在495～533℃范围内按需调整。

具体的，在步骤四的凸孔过程中，先采用尺寸小于待凸孔尺寸的手打模按照4.5、4.6的步步骤将翻边初孔加工成小凸孔，再使用与待凸孔尺寸适配的手打模按照步骤4.5、4.6的操作将小凸孔加工成设定的翻边凸孔。

本发明的有益效果为：

本发明提供的铝合金顶盖小孔径翻边凸孔成形方法，可节省制备模具的成本，可将多种不同类型的孔均制备在一个凹模中，实现铝合金顶盖小孔径翻边凸孔的简单、方便、快速的成形，同时保证加工零件有更好的精度及更高的合格率；相较于现有液压凸孔的多道次逐渐成形，本发明方法翻边凸孔时间缩短至少50％，且保证凸孔具有更高的精度尺寸和将合格率提升至99％，解决液压翻边凸孔时耗多、精度差、产品合格率低的问题；还将大型工装和昂贵的设备简化成简单的、成本低的工装，降低生产成本。

附图说明

图1为顶盖零件形状示意图；

图2为顶盖翻边孔示意图；

图3为凹模示意图；

图4为凹模侧剖图；

图5为压边圈示意图；

图6为手打模示意图

其中，1为顶盖，2为阴模，3为压边圈，4为手打模。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供一种铝合金顶盖小孔径翻边凸孔成形方法，包括如下步骤：

一、钻翻边中心孔

1.1将待凸孔的顶盖放置在如图3所示的阴模上，利用阴模型面上的孔打翻边中心点；

1.2以中心点钻小孔φ6.1；

二、制翻边初孔

2.1以小孔为圆心划钻扩孔得到尺寸φ38、φ52的翻边初孔；

2.2用120#～400#砂纸打磨翻边初孔至圆滑、光亮；

三、淬火

3.1将顶盖表面清洗干净并使用干净抹布擦干；

3.2将顶盖做好标记后装框绑扎牢固；

3.3绑扎好的顶盖浸入502℃±5℃的硝盐槽液面150mm以下加热保温20分钟，转移至10～30℃冷水槽中冷却至冷透；

四、凸孔

4.1将顶盖表面清洗干净并使用干净抹布擦干；

4.2在翻边初孔部位涂凡士林润滑膏；

4.3将顶盖按阴模型面上孔的位置放置在阴模上，使翻边初孔与阴模型面上的孔对齐；

4.4使用如图5所示的压边圈将顶盖边缘处压住；

4.5将与待凸孔尺寸适配的手打模端头涂凡士林润滑膏；

4.6将如图6所示的手打模对准并插入φ38的翻边初孔，使用铁锤敲打手打模顶部以将翻边初孔加工成设定的的翻边凸孔，期间，观察凸孔情况，根据需要进行凡士林润滑膏的补充、孔面的打磨；

4.7使用手打模按照步骤4.5、4.6的操作将φ52的翻边初孔加工成的小凸孔，再使用手打模按照步骤4.5、4.6的操作将小凸孔加工成φ78的翻边凸孔。

五、修正

5.1将顶盖从阴模中取出并把润滑膏清洗掉后测量翻边凸孔的尺寸；

5.2按尺寸需要使用对应孔径的手打模进行修正至凸孔要求尺寸；

5.3将翻边凸孔位置使用120#～400#砂纸打磨圆滑。

采用现有液压模具对此型号顶盖(如图1、2所示，一个顶盖有4个孔，两个φ60，两个φ78)进行加工凸孔及使用本发明提出的手打模对其加工凸孔的一些数据对比如下表1、表2所示：

表1液压模具凸孔情况表

表2本实施例凸孔情况表

根据上表可知，本发明的方法，相较于现有液压模具保证了凸孔具有更高的精度尺寸和将合格率，解决液压翻边凸孔时精度差、产品合格率低的问题，实现铝合金顶盖小孔径翻边凸孔的简单、方便、快速的成形，同时保证加工零件有更好的精度及更高的合格率；还将大型工装和昂贵的设备简化成简单的、成本低的工装，降低生产成本。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。