[发明专利]可热处理强化铝合金薄壁异型曲面构件成形方法

权利要求书

1.一种可热处理强化铝合金薄壁异型曲面构件成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、板坯淬火热处理

S11、在板坯淬火热处理前，将板坯进行加工，并在板坯的边缘设置用于连接吊装装置的吊索的T形钓饵；

S12、将加工后的板坯侧立装入固溶热处理炉中进行梯度升温，加热至固溶温度后恒温保持；

S13、保温时间结束后，通过吊装装置钩住T形钓饵，将板坯转移到淬火液槽中垂直浸入淬火，当板坯冷却至淬火液的温度时，淬火完成，得到淬火板坯；

S2、基于淬火板坯，针对球形、锥形和椭球形相结合的小厚径比高强铝合金薄壁异型曲面构件进行旋压成形

将淬火板坯转移到旋压机上进行旋压成形，旋压机的旋压成形模具包括结构和尺寸与目标薄壁异型曲面构件内型面一致的芯模和对称安装的主动旋轮、从动旋轮；

S21、确定旋轮初始位置

以芯模为基准确定旋轮初始位置，通过芯模确定主动旋轮与芯模接触点的初始位置坐标为(X₀，Z₀)，则淬火板坯转移到旋压机上后，主动旋轮与淬火板坯的接触点位置为(X₀，Z₀+t₀)，从动旋轮与淬火板坯的接触点位置为(-X₀，Z₀+t₀)；

其中，X₀是主动旋轮在芯模径向的坐标值，Z₀是主动旋轮在芯模轴向的坐标值；

S22、确定旋轮初始位置后，将淬火板坯凹面朝向芯模的方向固定在芯模上；

S23、以主动旋轮与淬火板坯的接触点位置为起点，通过主动旋轮对淬火板坯进行校形旋压，校形旋压的旋轮轨迹采用直线；

S24、对球段进行强旋成形

对淬火板坯进行校形旋压后，根据板坯的厚度t₀和芯模半锥角α，计算旋压过程中主动旋轮与芯模之间的间隙t_f及相应的旋轮运行轨迹，对球段进行强旋成形；

其中，t_f＝t₀sinα；

S25、对锥段进行n道次强旋和普旋成形

以锥段起点坐标即球段终点坐标为旋轮起点坐标，采用基圆半径为R的渐开线轨迹对凸缘进行锥段n道次强旋和普旋成形，R大于球形、锥形和椭球形相结合的小厚径比高强铝合金薄壁异型曲面构件大端直径；

若芯模锥段起点坐标为(X₁，Z₁)，终点坐标为(X₂，Z₂)，锥段的半锥角为α_c，旋压道次为n，则旋轮运行轨迹如下：

第一道次，以起点坐标为(X₁，Z₁)，起始角度为α_c的渐开线轨迹进行普旋；

第二道次，以(X₁，Z₁)为起点坐标进行贴模强旋，旋轮与芯模之间的间隙为t_f＝t₀sinα_c，贴模强旋终点坐标为然后以起点坐标为起始角度为α_c的渐开线轨迹进行普旋；

第三道次，以为起点坐标进行贴模强旋，旋轮与芯模之间的间隙为t_f＝t₀sinα_c，贴模强旋终点坐标为然后以起点坐标为起始角度为α_c的渐开线轨迹进行普旋；

……

第n道次，首先以为起点坐标进行贴模强旋，旋轮与芯模之间的间隙为t_f＝t₀sinα_c，贴模强旋终点坐标为(X₂，Z₂)；然后以起点坐标为(X₂，Z₂)，起始角度为α_c的渐开线轨迹进行普旋；

所述起始角度为渐开线轨迹起点的加载轨迹切线与芯模中轴线的夹角；

S26、对椭球段进行m道次普旋和强旋收口

以椭球段起点即锥形段终点为收口旋压起点，进行m道次普旋和强旋收口，椭球段芯模半锥角从α_c逐渐减小到零，道次的起点坐标的选择以半锥角变化作为依据：当半锥角大于15°时，半锥角每减小10°进行一道次普旋和强旋收口，当半锥角小于15°时，半锥角每减小5°进行一道次普旋和强旋收口，当半锥角小于或等于5°时，进行强旋收口；

强旋时，以t_f＝t₀sinα_c作为旋轮与芯模之间的间隙；渐开线的起始角度与渐开线起点对应的芯模半锥角相等；

若椭球段长轴和短轴分别为a和b，根据椭圆方程每道次起点坐标通过半锥角计算获得

椭球段旋轮运行轨迹如下：

第一道次，以起点坐标为(X₂，Z₂)，起始角度为α_c的渐开线轨迹进行普旋；

第二道次，以(X₂，Z₂)为起点坐标进行贴模强旋，旋轮与芯模之间的间隙为t_f＝t₀sinα_c，贴模强旋终点坐标为然后以此为起点坐标，(α_c-10°)为起始角度进行渐开线普旋；

以此类推，直到半锥角小于或等于5°，并以上一个贴模强旋终点坐标作为起点坐标，完成强旋收口，得到旋压成形后的薄壁异型曲面构件；

S3、旋压成形后的薄壁异型曲面构件时效热处理

S31、将得到的旋压成形后的薄壁异型曲面构件大端朝下平放在铝合金低温热处理炉中进行随炉升温进行时效热处理；

S32、加热至时效温度后恒温保持；

S33、保温结束后，通过吊装装置将薄壁异型曲面构件吊出热处理炉，静置空冷到室温，完成时效热处理。