本發(fā)明涉及一種筒形工件的制造工藝。

背景技術(shù)：

鋁合金以其低密度、低成本、性能好的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域中。對(duì)于結(jié)構(gòu)異形并且要求整體成型的筒形工件來說，如圖1所示的大型薄壁筒形工件，由于該筒形工件結(jié)構(gòu)異形，壁厚較薄，并且內(nèi)腔非加工，因此通常采用一體澆注成型的方式來制造，鑄造成型的筒形工件的筒體1為一體結(jié)構(gòu)，筒體1包括分別處于上下兩端的上端沿12和下端沿13，上端沿12的上側(cè)面構(gòu)成筒體的上端面，下端沿13的下側(cè)面構(gòu)成筒體的下端面。上端沿12上具有沿筒體的軸向向下延伸的凸部14，凸部14構(gòu)成筒體的厚大部分。

在鑄造過程中，澆注液從頂部的澆口進(jìn)入到澆注型腔內(nèi)，澆注液冷卻時(shí)，位于下層的澆注液首先冷卻凝固，位于上層的澆注液后冷卻凝固。由于鑄件在冷卻過程中各部分冷卻不同步，造成鑄件內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻，容易造成筒形鑄件產(chǎn)生很大的變形，如何防止筒形鑄件變形已經(jīng)成為鑄造行業(yè)的焦點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種筒形工件的制造工藝，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中筒形鑄件容易產(chǎn)生變形的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種筒形工件的制造工藝，該制造工藝包括以下步驟：（1）鑄造成型筒形鑄件，筒形鑄件的筒體內(nèi)壁之間一體成型有用于撐拉筒壁以定型筒體的撐拉加強(qiáng)部；（2）去除筒形鑄件的撐拉加強(qiáng)部以得到相應(yīng)的筒形工件。

上述步驟（1）中在鑄造成型筒形鑄件時(shí)，砂型分型面為筒形鑄件的上端面，所述撐拉加強(qiáng)部位于筒體的上端面位置處。

撐拉加強(qiáng)部的上表面與筒體的上端面平齊。

所述撐拉加強(qiáng)部包括與筒體同軸設(shè)置的環(huán)形筋以及連接在環(huán)形筋與筒體之間的徑向筋。

徑向筋與筒體的連接位置處設(shè)有圓角，徑向筋與環(huán)形筋的連接位置處設(shè)有圓角。

筒體包括上端沿和設(shè)置在上端沿上沿筒體軸向向下延伸的凸部，所述徑向筋連接于凸部上。

徑向筋的厚度小于或等于20mm，徑向筋的長(zhǎng)度、寬度、厚度之比為4:2:1。

環(huán)形筋的寬度與徑向筋的寬度相等。

筒形工件的直徑尺寸大于或等于1000mm，高度尺寸大于或等于500mm，筒體壁厚尺寸小于或等于4mm。

筒形工件為鋁合金筒形工件。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明中的筒形工件的制造工藝，鑄造成型筒形鑄件，筒形鑄件的筒體內(nèi)壁間一體成型有撐拉加強(qiáng)部，筒形鑄件在冷卻過程中，撐拉加強(qiáng)部能夠?qū)ν搀w進(jìn)行撐拉作用，從而使筒形鑄件在澆注過程中應(yīng)力分布均勻，避免筒體在冷卻過程中發(fā)生變形。在后續(xù)加工過程中，去除撐拉加強(qiáng)部得到相應(yīng)的筒形工件。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在鑄造筒形鑄件時(shí)，筒體的上端面處于砂芯分型面處，撐拉加強(qiáng)部位于筒體的上端面位置處，一方面便于前期型芯制作，另一方面便于筒形鑄件脫模，同時(shí)，撐拉加強(qiáng)部處于上端部，可以向筒體進(jìn)行補(bǔ)縮，從而防止筒體出現(xiàn)縮松等質(zhì)量問題。

進(jìn)一步地，撐拉加強(qiáng)部包括環(huán)形筋和徑向筋，環(huán)形筋與筒體同軸設(shè)置，徑向筋連接在環(huán)形筋和筒體之間，環(huán)形筋沿周向與每一根徑向筋連接，不僅結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，而且有利于澆注時(shí)澆注液快速填充型腔。

進(jìn)一步地，徑向筋與環(huán)形筋的連接位置處、徑向筋與筒體的連接位置處均為圓角，避免了徑向筋根部連接位置處出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致?lián)卫訌?qiáng)部斷裂。

進(jìn)一步地，筒體包括上端沿和設(shè)置在上端沿上沿筒體軸向向下延伸的凸部，徑向筋連接于筒體的凸部上，凸部作為筒體的厚大部分，在冷卻過程中容易發(fā)生收縮變形，徑向筋設(shè)置在厚大部分，能夠起到為厚大部分補(bǔ)縮的作用，避免筒體產(chǎn)生縮松現(xiàn)象。

進(jìn)一步地，徑向筋的厚度小于或者等于20mm，徑向筋的長(zhǎng)度、寬度、厚度之比為4:2:1，如果尺寸太大，容易造成撐拉加強(qiáng)部將筒體拉變形，且鑄件筒體側(cè)壁處需要向撐拉加強(qiáng)部補(bǔ)縮，鑄件的筒體蒙皮處容易出現(xiàn)縮孔缺陷。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中大型薄壁鋁合金筒形工件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為采用本發(fā)明筒形工件的制造工藝的實(shí)施例1鑄造成型的筒體鑄件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為采用本發(fā)明筒形工件的制造工藝的其它實(shí)施例鑄造成型的撐拉加強(qiáng)部的結(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)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明一種筒形工件的制造工藝的具體實(shí)施例1，所述筒形工件為大型薄壁鋁合金筒形工件，該制造工藝包括以下步驟：（1）鑄造成型筒形鑄件，如圖2所示，筒形鑄件的筒體1內(nèi)壁之間一體成型有撐拉加強(qiáng)部2，撐拉加強(qiáng)部2用于撐拉筒壁以定型筒體，從而使筒形鑄件在澆注過程中應(yīng)力分布均勻，避免筒體在冷卻過程中發(fā)生變形；（2）去除筒形鑄件的撐拉加強(qiáng)部2以得到相應(yīng)的筒形工件。

鑄造成型的筒形鑄件，其筒體1包括上端沿12和下端沿13以及設(shè)置在上端沿12上沿筒體軸向向下延伸的凸部14，凸部14構(gòu)成筒體的厚大部分，上端沿12的上側(cè)面構(gòu)成筒體的上端面11。上述步驟1）中，在鑄造筒形鑄件時(shí)，筒體1的上端面11為澆注時(shí)砂芯的分型面，撐拉加強(qiáng)部2位于筒體的上端面位置處，撐拉加強(qiáng)部2的上表面與筒體的上端面11平齊，這樣，不僅便于前期砂芯制作，而且便于筒形鑄件脫模，另外，撐拉加強(qiáng)部位于筒體上端部位置，可以向筒體位置補(bǔ)縮，從而防止筒體出現(xiàn)縮松等質(zhì)量問題。

撐拉加強(qiáng)部2包括環(huán)形筋21和徑向筋22，環(huán)形筋21與筒體1同軸設(shè)置，徑向筋22連接在環(huán)形筋21與筒體1之間。徑向筋22沿筒體徑向分別連接筒體和環(huán)形筋，環(huán)形筋21沿周向與每一根徑向筋22連接，這種形狀的撐拉加強(qiáng)部不僅結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，而且有利于澆注時(shí)澆注液快速填充型腔。徑向筋22連接于筒體的凸部14上，徑向筋22可以向筒體的厚大部分位置進(jìn)行補(bǔ)縮，從而防止筒體出現(xiàn)縮松等質(zhì)量問題。徑向筋22與筒體1的連接位置處設(shè)有圓角23，徑向筋22與環(huán)形筋21的連接位置處設(shè)有圓角23，這樣避免徑向筋與環(huán)形筋和筒體連接位置處因應(yīng)力過大而出現(xiàn)裂紋，造成撐拉加強(qiáng)部斷裂現(xiàn)象。

環(huán)形筋21和徑向筋22的寬度相等，且厚度也相等。徑向筋22的厚度小于或等于20mm，徑向筋22的長(zhǎng)度即從筒體內(nèi)側(cè)到環(huán)形筋外周的距離，徑向筋的厚度即為上表面與下表面之間的距離，徑向筋22的長(zhǎng)度、寬度、厚度之比為4:2:1，如果尺寸太大，容易造成撐拉加強(qiáng)部將筒體拉變形，且鑄件筒體側(cè)壁處需要向撐拉加強(qiáng)部補(bǔ)縮，鑄件的筒體蒙皮處容易出現(xiàn)縮孔缺陷。如果尺寸太小，鑄件會(huì)將撐拉加強(qiáng)部拉斷，撐拉加強(qiáng)部起不到作用。本發(fā)明的制造工藝，制造的筒形工件的直徑尺寸大于或等于1000mm，高度尺寸大于或等于500mm，筒體壁厚尺寸小于或等于4mm。

本發(fā)明的其它實(shí)施例中，撐拉加強(qiáng)部的位置還可以設(shè)置在筒體內(nèi)側(cè)靠近中部的位置。撐拉加強(qiáng)部還可以為其它形狀，如圖3所示，撐拉加強(qiáng)部2由多條沿筒體徑向延伸的徑向筋相交而形成的放射形結(jié)構(gòu)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種筒形工件的制造工藝，該制造工藝包括以下步驟：（1）鑄造成型筒形鑄件，筒形鑄件的筒體內(nèi)壁之間一體成型有用于撐拉筒壁以定型筒體的撐拉加強(qiáng)部；（2）去除筒形鑄件的撐拉加強(qiáng)部以得到相應(yīng)的筒形工件。本發(fā)明通過在筒形鑄件的筒體內(nèi)壁間一體成型撐拉加強(qiáng)部，筒形鑄件在冷卻過程中，撐拉加強(qiáng)部能夠?qū)ν搀w進(jìn)行撐拉作用，從而使筒形鑄件在澆注過程中應(yīng)力分布均勻，避免筒體在冷卻過程中發(fā)生變形。在后續(xù)加工過程中，去除撐拉加強(qiáng)部得到相應(yīng)的筒形工件。

技術(shù)研發(fā)人員：周寶華;吳翠平;范開春;王建華;鄧猛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：洛陽(yáng)鵬起實(shí)業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.22
技術(shù)公布日：2017.08.04