一种金属板材的制造方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410598512.2	申请日：	2014.10.30
公开号：	CN104368621A	公开日：	2015.02.25
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B21C 37/02申请日:20141030\|\|\|公开
IPC分类号：	B21C37/02; B21D22/14	主分类号：	B21C37/02
申请人：	西安航天动力机械厂
发明人：	牟少正; 杨延涛; 李增辉; 韩冬; 王军峰; 杨东浩; 张岩; 赵琳瑜; 胡新娟; 罗卉; 李楼; 温树斌; 曹学文; 郭蕾; 张荣选; 岳彩荣; 郭强
地址：	710025陕西省西安市田王街特字一号14号
优先权：
专利代理机构：	西北工业大学专利中心61204	代理人：	慕安荣
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

一种金属板材的制造方法，通过旋压成形圆筒，沿圆筒母线方向剖开、展平，得到板材。旋压过程为一道次或多道次。多道次旋压时，为了恢复材料的塑性有利于继续旋压，道次间采用热处理以改善材料塑性，减少加工硬化。最后一道次旋压时，为控制旋压圆筒壁厚在合格范围内，采用试旋的方法，以得到满足要求的板材。由于材料经过塑性变形，机械性能得到提升，从而经过展开得到的板材性能优于旋压前筒坯的性能。本发明适用于高精度、特殊壁厚规格板材的制造，能够灵活制造不同规格的金属板材。

权利要求书

权利要求书
1.  一种金属板材的制造方法，其特征在于，具体过程是：
步骤1，制作旋压圆筒的筒坯：筒坯的外形尺寸包括筒坯的直径、长度和壁厚；所制作的筒坯体积应大于所制金属板材的体积；
步骤2，强力旋压成形：对得到的旋压圆筒的筒坯采用强力旋压方法，通过一道次旋压或多道次旋压，使筒坯壁厚减薄，长度变长，得到满足板材厚度和长度要求的旋压圆筒；
当旋压筒坯的减薄率接近所确定的极限减薄率ψmax时，对筒坯进行热处理，恢复材料的塑性，以利于继续旋压成形；
步骤3，制板：所述制板是以得到的旋压圆筒的任意母线作为切割线，进行机械切割并校平后得到的。

2.  如权利要求1所述金属板材的制造方法，其特征在于，所述旋压圆筒筒坯的直径D通过公式(1)确定，
D＝a/π+△D   (1)
所述旋压圆筒筒坯的长度和厚度关系通过公式(2)确定，
L＝tb(D+t)/(D+t0)t0+△L   (2)
在公式(1)和公式(2)中，D为旋压筒坯内径，△D为旋压筒坯内径工艺余量，L为旋压筒坯长度，△L为旋压筒坯长度工艺余量，t0是筒坯厚度，t是成型工件的厚度，a是所制板材的宽度，b是所制板材的长度。

3.  如权利要求1所述金属板材的制造方法，其特征在于，所述旋压圆筒筒坯材料的极限减薄率ψmax通过公式(3)确定；
ψmax≈ψ/(0.17+ψ)   (3)
公式(3)中ψmax为材料的极限减薄率，ψ为材料的断面收缩率。

说明书

说明书一种金属板材的制造方法
技术领域
本发明涉及机械制造行业，具体是一种用于灵活制造不同规格金属板材的方法。
背景技术
随着机械制造业的不断发展，对金属板材规格的需求越来越多样化。特别是对于不同厚度规格板材的个性化需求，市场难以满足。采用传统冷、热轧制等方法制造板材，往往针对大批量生产，且生产周期长。公开号为CN103820717A的发明创造中公开了一种钢板及其制备方法，介绍了一种通过优化钢的冶炼工艺，使获得的钢板具有优良的化学元素配比。通过冶炼、连铸、轧制、热处理等工艺，制造低成本易焊接的超高强度、高韧性的耐磨钢板。公开号为CN103938101A的发明创造中公开了一种钢板及其制备方法，该方法的主要步骤为锻造和热轧、酸洗冷轧、连续退火、得到成品。公开号为CN103894468A的发明创造中公开了一种用于金属板材成形的材料流动性控制方法，该方法利用涡流线圈在金属板材的法兰区域感应涡流，并将产生感应涡流的区域置于含有垂直于板面的轴向磁场分量的磁场中，在涡流与磁场的共同作用下，产生平行于板面的由金属板材法兰区域指向凹模型腔或由凹模型腔指向金属板材法兰区域的横向电磁力，该横向电磁力与轴向成形力相互配合，实现对材料流动性的控制。公开号为CN103464679A的发明创造中公开了一种金属板材的成型方法和成型系统，利用计算机软件设计金属板材的三维立体模型，利用石膏或砂制造模具，浇铸金属液，待金属液凝固成型后脱模得到金属板材。上述方法大多采用铸造或轧制等工艺方法制造金属板材。
发明内容
针对现有技术中大多采用铸造或轧制等工艺方法制造金属板材，本发明提出了一种金属板材的制造方法。
本发明的具体过程是：
步骤1，制造旋压圆筒的筒坯。旋压圆筒筒坯的外形尺寸包括筒坯的直径、长度和壁厚。
所述旋压圆筒筒坯的直径D通过公式(1)确定，
D＝a/π+△D   (1)
根据塑性变形体积不变的原理，筒坯长度和壁厚决定的筒坯体积应大于所制金属板材的体积。所述旋压圆筒筒坯的长度和壁厚关系通过公式(2)确定，
L＝tb(D+t)/(D+t0)t0+△L   (2)
在公式(1)和公式(2)中，D为旋压筒坯内径，△D为旋压筒坯内径工艺余量，L为旋压筒坯长度，△L为旋压筒坯长度工艺余量，t0是筒坯厚度，t是成形工件的厚度。
步骤2，旋压成形。
采用强力旋压成形工艺对旋压圆筒筒坯进行旋压，使其壁厚减薄，长度变长。旋压道次可以是一道次也可以是多道次。当多道次连续旋压的总减薄率接近材料的极限减薄率时，需采取热处理的方法恢复材料的塑性，以利于后续继续旋压成形。材料极限减薄率ψmax依据ψmax≈ψ/(0.17+ψ)确定。最终旋压成形的工件厚度为所制板材的要求厚度。
步骤3，用机械加工的方法去除料头以及起旋处翻边余料。沿圆筒任意母线方向作为切割线切开。
步骤4，用板材矫平机将切开的圆筒校平。
本发明主要用于高精度、特殊壁厚规格板材的制造，能够灵活制造不同规格的金属板材。
本发明以旋压成形工艺为基础，加以其他辅助方法可实现不同规格金属板材的制造。旋压成形属于塑性加工，因此本方法适用于具有一定塑性的金属板材的制造，如钢、铜、铝等。
旋压工艺是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧和滚压等工艺特点的先进成形方法。旋压成形是一种近无余量加工方法，其实质为利用旋轮加高压于坯料，旋转坯料借助外力沿成形模具进行局部逐渐辗压产生塑性变形而变薄，从而得到高精度薄壁回转体零件。该工艺特点使采用本发明制造板材成为可能。旋压圆筒的壁厚主要由旋轮与模具的间隙决定。因此通过调整旋压间隙控制圆筒壁厚，从而灵活制造各种厚度规格的板材。由于旋压成形圆筒为回转体零件，因此旋压件可以沿任意母线展开。展开板材一边长度由圆筒横截面周长决定，另一边长度则是圆筒的母线长度。由于旋压圆筒套在模具上，圆筒内径基本不变。根据塑性变形体积不变的原理，圆筒壁厚减薄，长度随之相应增长。因此可以通过设计旋压筒坯内径、长度和厚度尺寸，经过旋压加工，圆筒展开可以得到需要的板材长、宽尺寸。该方法通过设计旋压筒坯尺寸可以灵活制得一定长、宽规格的板材。通过控制旋压圆筒壁厚可以灵活得到不同厚度规格的板材。
本发明通过旋压成形圆筒，然后沿圆筒母线方向剖开、展平的方法制造板材。根据体积不变的原理确定旋压筒坯的尺寸规格。旋压过程可以是一道次也可以是多道次。多道次旋压时，为了恢复材料的塑性有利于继续旋压，道次间可采用热处理的方法改善材料塑性，减少加工硬化。最后一道次旋压时，为控制旋压圆筒壁厚在合格范围内，采用试旋的方法，即旋压一小段长度后测量已经旋压部位的壁厚，若满足壁厚要求则继续进行旋压；若不满足壁厚要求，则根据已旋压部分的壁厚与给定的旋压间隙之间的回弹量关系重新给定旋压间隙再进行试旋直至壁厚合格。由于材料经过塑性变形，机械性能得到提升。从而经过展开得到的板材性能优于旋压前筒坯的性能。
附图说明
图1是旋压筒坯的示意图；
图2是旋压加工后圆筒的示意图；
图3是去除余料沿旋压圆筒母线方向剖开、展平的示意图。图中：
1.筒坯；2.圆筒；3.翻边切割线；4.料头切割线；5.对剖切割线；6.料头；7.翻边。
具体实施方式
实施例一
本实施例是一种制造30CrMnSiA钢板材的方法，钢板材的规格为a×b×t＝600×800×2.2+0.20mm，其中：a为板材的一个边长，b为板材的另一个边长，t为板材的厚度。
具体过程是：
步骤1，制造旋压圆筒的筒坯。旋压圆筒坯料由无缝管机加而成。旋压圆筒坯料的外形尺寸包括筒坯的直径、长度和壁厚。其中：
筒坯直径D通过公式(1)确定，
D＝a/π+△D   (1)
筒坯长度L通过公式(2)确定，
L＝tb(D+t)/(D+t0)t0+△L   (2)
该材料的极限减薄率根据公式(3)确定，
ψmax≈ψ/(0.17+ψ)   (3)
在公式(1)和公式(2)中，D为旋压筒坯内径，△D为旋压筒坯内径工艺余量，L为旋压筒坯长度，△L为旋压筒坯长度工艺余量，t0是筒坯厚度，t是成型工件的厚度。
公式(3)中ψmax为材料的极限减薄率，ψ为材料的断面收缩率。
本实施例中，筒坯直径D＝600/π+△D≈200mm。筒坯厚度t0＝8mm，30CrMnSiA材料极限减薄率ψmax≈0.45/(0.17+0.45)≈72.6％，旋压筒坯从8mm减薄至2.2mm，总减薄率72.5％接近材料的极限减薄率，因此旋压道次间进行一次退火热处理恢复材料塑性。筒坯长度L＝2.2*800(200+2.2)/(200+8)*8+△L≈250mm。
步骤2，旋压成形。
在强力旋压机上通过反旋工艺方法进行旋压，通过三道次旋压完成。旋压时，旋压筒坯套在旋压模具上，并随着旋压模具转动。旋轮与旋压模具之间每道次给定不同的间隙，旋轮沿着旋压筒坯轴线方向以一定的速度进给。这样旋压筒坯每道次旋压后，厚度逐渐减薄，长度增长。具体是：
第一道次旋压参数如下：旋轮与旋压模具的间隙为5.3～5.7mm，旋轮的进给速度为100～60mm/min，旋压模具的转速为100r/min。第一道次旋压后，旋压圆筒的壁厚控制在6.0～6.2mm。本实施例中，旋轮与旋压模具的间隙为5.5mm，旋轮的进给速度为80mm/min，
第二道次旋压参数如下：旋轮与旋压模具的间隙为3.8～3.4mm，旋轮的进给速度为100～60mm/min，旋压模具的转速为100r/min。第二道次旋压后，旋压圆筒的壁厚控制在4.0～4.2mm。本实施例中，旋轮与旋压模具的间隙为3.6mm，旋轮的进给速度为80mm/min，
对第二道次旋压后的圆筒进行退火处理，退火温度为650℃，保温30分钟后随炉温冷却至600℃出炉空冷至室温。通过退火处理改善前两道次旋压圆筒材料的加工硬化，恢复材料塑性，有利于第三道次旋压。
第三道次旋压中首先进行试旋，试旋的参数如下：旋轮与旋压模具的间隙为1.5～1.9mm，旋轮的进给速度为70～110mm/min，旋压模具的转速为100r/min。试旋时，旋轮进给20mm长度后停止旋压，测量已旋压变形部分圆筒的壁厚为2.3～2.4，满足壁厚2.2+0.20mm的要求，按照此参数进行后续旋压至结束。本实施例中，旋轮与旋压模具的间隙为1.7mm，旋轮的进给速度为90mm/min，
旋压后圆筒总长度为865mm，有效长度为830mm，剩余料头约15mm；所述的有效长度为壁厚为2.2+0.20的长度；所述的剩余料头为旋轮进给的停止点距离旋压圆筒筒坯端面未发生变形的区域。起旋处由于材料端面无约束造成翻边长度约20mm。
步骤3，用等离子切除料头以及起旋处翻边。沿圆筒任意母线方向作为切割线，用等离子切开。
步骤4，用板材矫平机将切开的圆筒校平。用刨边机去除毛边，保证600mm×800mm规格。
实施例二
本实施例是一种制造紫铜板的方法，紫铜板材的规格为a×b×t＝300×500×1.5+0.150mm，其中：a为板材的一个边长，b为板材的另一个边长，t为板材的厚度。
具体过程是：
步骤1，制造旋压圆筒的筒坯。旋压圆筒坯料为铜棒机加而成。旋压圆筒筒坯的外形尺寸包括筒坯的直径、长度和壁厚。
其中：
筒坯直径D通过公式(1)确定，
D＝a/π+△D   (1)
筒坯长度L通过公式(2)确定，
L＝tb(D+t)/(D+t0)t0+△L   (2)
该材料的极限减薄率根据公式(3)确定，
ψmax≈ψ/(0.17+ψ)   (3)
本实施例中，根据公式(1)筒坯直径D＝300/π+△D≈100mm，筒坯厚度t0＝5mm，根据公式(3)，紫铜材料极限减薄率ψmax≈0.65/(0.17+0.65)＝79.3％，旋压筒坯的厚度从5mm减薄至1.5mm，总减薄率70％，小于材料的极限减薄率，因此旋压道次间无需进行热处理。根据公式(2)筒坯长度L＝1.5*500(100+1.5)/(100+5)*5+△L≈190mm。
步骤2，旋压成形。
在强力旋压机上通过强力旋压工艺方法进行旋压，通过两道次旋压完成。具体参数如下：
第一道次旋压参数：旋轮与旋压模具的间隙为2.6mm，旋轮的进给速度为100mm/min，旋压模具的转速为150r/min。第一道次旋压后，旋压圆筒的壁厚在 2.9～3.1mm。
第二道次旋压参数：旋轮与旋压模具的间隙为1.2mm，旋轮的进给速度为100mm/min，旋压模具的转速为150r/min。试旋时，旋轮进给20mm长度后停止旋压，测量已旋压变形部分圆筒的壁厚为1.55～1.65mm，满足壁厚1.5+0.15 0mm的要求，按照此参数进行后续旋压至结束。
步骤3，用等离子切除料头以及起旋处翻边。沿圆筒任意母线方向作为切割线，用等离子切开。
步骤4，用板材矫平机将切开的圆筒校平。用刨边机去除毛边，保证300mm×500mm规格。
实施例三
本实施例是一种制造3A21铝板的方法，铝板板材的规格为a×b×t＝100×400×3.7±0.2mm，其中：a为板材的一个边长，b为板材的另一个边长，t为板材的厚度。
具体过程是：
步骤1，制造旋压圆筒的筒坯：
其中：
筒坯直径D通过公式(1)确定，
D＝a/π+△D   (1)
筒坯长度L通过公式(2)确定，
L＝tb(D+t)/(D+t0)t0+△L   (2)
该材料的极限减薄率根据公式(3)确定，
ψmax≈ψ/(0.17+ψ)   (3)
本实施例中，旋压圆筒筒坯采用3A21铝板经过普旋成形带底杯筒。铝板的厚度为8mm，直径φ260mm。普旋成形后杯壁的厚度为7.8～8.2mm。杯形件直径φ＝150mm，成形的杯筒高度为55mm。根据公式(3)，3A21材料极限减薄率ψmax≈0.6/(0.17+0.6)＝77.9％，由8mm减薄至3.7mm，总减薄率为54％，远小于材料的极限减薄率，因此中间无需进行热处理。
步骤2，旋压成形。
在强力旋压机上采用正旋工艺方法进行旋压，通过两道次旋压完成。具体参数如下：
第一道次旋压参数：旋轮与旋压模具的间隙为5.0±0.2mm，旋轮的进给速度为100±20mm/min，旋压模具的转速为150r/min。第一道次旋压后，旋压圆筒的壁厚5.3～5.7mm。
第二道次旋压参数：旋轮与旋压模具的间隙为3.4mm，旋轮的进给速度为100±20mm/min，旋压模具的转速为180r/min。试旋时，旋轮进给25mm长度后停止旋压，测量已旋压变形部分圆筒的壁厚为3.7～4.0mm，局部超出壁厚要求上限，调整旋轮与旋压模具的间隙为3.25继续试旋，测量已旋压变形部分圆筒的壁厚为3.6～3.9mm，壁厚满足要求，按照此参数进行后续旋压至结束。
步骤3，用氧-乙炔火焰切割方法切除杯底以及料头。沿圆筒任意母线方向作为切割线，用等离子切开。
步骤4，用板材矫平机将切开的圆筒校平。用刨边机去除毛边，保证100mm×400mm规格。

资源描述

《一种金属板材的制造方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种金属板材的制造方法.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410598512.2 (22)申请日 2014.10.30 B21C 37/02(2006.01) B21D 22/14(2006.01) (71)申请人西安航天动力机械厂地址 710025 陕西省西安市田王街特字一号 14号 (72)发明人牟少正杨延涛李增辉韩冬王军峰杨东浩张岩赵琳瑜胡新娟罗卉李楼温树斌曹学文郭蕾张荣选岳彩荣郭强 (74)专利代理机构西北工业大学专利中心 61204 代理人慕安荣 (54) 发明名称一种金属板材的制造方法 (57) 摘要一种金属板材的制造方法，通过旋压成形圆。

2、筒，沿圆筒母线方向剖开、展平，得到板材。旋压过程为一道次或多道次。多道次旋压时，为了恢复材料的塑性有利于继续旋压，道次间采用热处理以改善材料塑性，减少加工硬化。最后一道次旋压时，为控制旋压圆筒壁厚在合格范围内，采用试旋的方法，以得到满足要求的板材。由于材料经过塑性变形，机械性能得到提升，从而经过展开得到的板材性能优于旋压前筒坯的性能。本发明适用于高精度、特殊壁厚规格板材的制造，能够灵活制造不同规格的金属板材。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页 (10)申请公布号 CN 104368621 。

3、A (43)申请公布日 2015.02.25 CN 104368621 A 1/1页 2 1.一种金属板材的制造方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，制作旋压圆筒的筒坯：筒坯的外形尺寸包括筒坯的直径、长度和壁厚；所制作的筒坯体积应大于所制金属板材的体积；步骤2，强力旋压成形：对得到的旋压圆筒的筒坯采用强力旋压方法，通过一道次旋压或多道次旋压，使筒坯壁厚减薄，长度变长，得到满足板材厚度和长度要求的旋压圆筒；当旋压筒坯的减薄率接近所确定的极限减薄率max时，对筒坯进行热处理，恢复材料的塑性，以利于继续旋压成形；步骤3，制板：所述制板是以得到的旋压圆筒的任意母线作为切割线，进行机械切割。

4、并校平后得到的。 2.如权利要求1所述金属板材的制造方法，其特征在于，所述旋压圆筒筒坯的直径D通过公式(1)确定， Da/+D (1) 所述旋压圆筒筒坯的长度和厚度关系通过公式(2)确定， Ltb(D+t)/(D+t 0 )t 0 +L (2) 在公式(1)和公式(2)中，D为旋压筒坯内径，D为旋压筒坯内径工艺余量，L为旋压筒坯长度，L为旋压筒坯长度工艺余量，t 0 是筒坯厚度，t是成型工件的厚度，a是所制板材的宽度，b是所制板材的长度。 3.如权利要求1所述金属板材的制造方法，其特征在于，所述旋压圆筒筒坯材料的极限减薄率 max 通过公式(3)确定； max /(0.17+) (3。

5、) 公式(3)中 max 为材料的极限减薄率，为材料的断面收缩率。权利要求书CN 104368621 A 1/5页 3 一种金属板材的制造方法技术领域 0001 本发明涉及机械制造行业，具体是一种用于灵活制造不同规格金属板材的方法。背景技术 0002 随着机械制造业的不断发展，对金属板材规格的需求越来越多样化。特别是对于不同厚度规格板材的个性化需求，市场难以满足。采用传统冷、热轧制等方法制造板材，往往针对大批量生产，且生产周期长。公开号为CN103820717A的发明创造中公开了一种钢板及其制备方法，介绍了一种通过优化钢的冶炼工艺，使获得的钢板具有优良的化学元素配比。通过。

6、冶炼、连铸、轧制、热处理等工艺，制造低成本易焊接的超高强度、高韧性的耐磨钢板。公开号为CN103938101A的发明创造中公开了一种钢板及其制备方法，该方法的主要步骤为锻造和热轧、酸洗冷轧、连续退火、得到成品。公开号为CN103894468A的发明创造中公开了一种用于金属板材成形的材料流动性控制方法，该方法利用涡流线圈在金属板材的法兰区域感应涡流，并将产生感应涡流的区域置于含有垂直于板面的轴向磁场分量的磁场中，在涡流与磁场的共同作用下，产生平行于板面的由金属板材法兰区域指向凹模型腔或由凹模型腔指向金属板材法兰区域的横向电磁力，该横向电磁力与轴向成形力相互配合，实现对材料流动性的控。

7、制。公开号为CN103464679A的发明创造中公开了一种金属板材的成型方法和成型系统，利用计算机软件设计金属板材的三维立体模型，利用石膏或砂制造模具，浇铸金属液，待金属液凝固成型后脱模得到金属板材。上述方法大多采用铸造或轧制等工艺方法制造金属板材。发明内容 0003 针对现有技术中大多采用铸造或轧制等工艺方法制造金属板材，本发明提出了一种金属板材的制造方法。 0004 本发明的具体过程是： 0005 步骤1，制造旋压圆筒的筒坯。旋压圆筒筒坯的外形尺寸包括筒坯的直径、长度和壁厚。 0006 所述旋压圆筒筒坯的直径D通过公式(1)确定， 0007 Da/+D (1) 0008 根据塑。

8、性变形体积不变的原理，筒坯长度和壁厚决定的筒坯体积应大于所制金属板材的体积。所述旋压圆筒筒坯的长度和壁厚关系通过公式(2)确定， 0009 Ltb(D+t)/(D+t 0 )t 0 +L (2) 0010 在公式(1)和公式(2)中，D为旋压筒坯内径，D为旋压筒坯内径工艺余量，L为旋压筒坯长度，L为旋压筒坯长度工艺余量，t 0 是筒坯厚度，t是成形工件的厚度。 0011 步骤2，旋压成形。 0012 采用强力旋压成形工艺对旋压圆筒筒坯进行旋压，使其壁厚减薄，长度变长。旋压道次可以是一道次也可以是多道次。当多道次连续旋压的总减薄率接近材料的极限减薄说明书CN 104368621 A 。

9、2/5页 4 率时，需采取热处理的方法恢复材料的塑性，以利于后续继续旋压成形。材料极限减薄率 max依据max/(0.17+)确定。最终旋压成形的工件厚度为所制板材的要求厚度。 0013 步骤3，用机械加工的方法去除料头以及起旋处翻边余料。沿圆筒任意母线方向作为切割线切开。 0014 步骤4，用板材矫平机将切开的圆筒校平。 0015 本发明主要用于高精度、特殊壁厚规格板材的制造，能够灵活制造不同规格的金属板材。 0016 本发明以旋压成形工艺为基础，加以其他辅助方法可实现不同规格金属板材的制造。旋压成形属于塑性加工，因此本方法适用于具有一定塑性的金属板材的制造，如钢、铜、铝等。 00。

10、17 旋压工艺是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧和滚压等工艺特点的先进成形方法。旋压成形是一种近无余量加工方法，其实质为利用旋轮加高压于坯料，旋转坯料借助外力沿成形模具进行局部逐渐辗压产生塑性变形而变薄，从而得到高精度薄壁回转体零件。该工艺特点使采用本发明制造板材成为可能。旋压圆筒的壁厚主要由旋轮与模具的间隙决定。因此通过调整旋压间隙控制圆筒壁厚，从而灵活制造各种厚度规格的板材。由于旋压成形圆筒为回转体零件，因此旋压件可以沿任意母线展开。展开板材一边长度由圆筒横截面周长决定，另一边长度则是圆筒的母线长度。由于旋压圆筒套在模具上，圆筒内径基本不变。根据塑性变形体积不变的原理，。

11、圆筒壁厚减薄，长度随之相应增长。因此可以通过设计旋压筒坯内径、长度和厚度尺寸，经过旋压加工，圆筒展开可以得到需要的板材长、宽尺寸。该方法通过设计旋压筒坯尺寸可以灵活制得一定长、宽规格的板材。通过控制旋压圆筒壁厚可以灵活得到不同厚度规格的板材。 0018 本发明通过旋压成形圆筒，然后沿圆筒母线方向剖开、展平的方法制造板材。根据体积不变的原理确定旋压筒坯的尺寸规格。旋压过程可以是一道次也可以是多道次。多道次旋压时，为了恢复材料的塑性有利于继续旋压，道次间可采用热处理的方法改善材料塑性，减少加工硬化。最后一道次旋压时，为控制旋压圆筒壁厚在合格范围内，采用试旋的方法，即旋压一小段长度后测。

12、量已经旋压部位的壁厚，若满足壁厚要求则继续进行旋压；若不满足壁厚要求，则根据已旋压部分的壁厚与给定的旋压间隙之间的回弹量关系重新给定旋压间隙再进行试旋直至壁厚合格。由于材料经过塑性变形，机械性能得到提升。从而经过展开得到的板材性能优于旋压前筒坯的性能。附图说明 0019 图1是旋压筒坯的示意图； 0020 图2是旋压加工后圆筒的示意图； 0021 图3是去除余料沿旋压圆筒母线方向剖开、展平的示意图。图中： 0022 1.筒坯；2.圆筒；3.翻边切割线；4.料头切割线；5.对剖切割线；6.料头；7.翻边。具体实施方式说明书CN 104368621 A 3/5页 5 0023 实。

13、施例一 0024 本实施例是一种制造30CrMnSiA钢板材的方法，钢板材的规格为abt 6008002.2+0.20mm，其中：a为板材的一个边长，b为板材的另一个边长，t为板材的厚度。 0025 具体过程是： 0026 步骤1，制造旋压圆筒的筒坯。旋压圆筒坯料由无缝管机加而成。旋压圆筒坯料的外形尺寸包括筒坯的直径、长度和壁厚。其中： 0027 筒坯直径D通过公式(1)确定， 0028 Da/+D (1) 0029 筒坯长度L通过公式(2)确定， 0030 Ltb(D+t)/(D+t 0 )t 0 +L (2) 0031 该材料的极限减薄率根据公式(3)确定， 0032 max /(0.。

14、17+) (3) 0033 在公式(1)和公式(2)中，D为旋压筒坯内径，D为旋压筒坯内径工艺余量，L为旋压筒坯长度，L为旋压筒坯长度工艺余量，t 0 是筒坯厚度，t是成型工件的厚度。 0034 公式(3)中 max 为材料的极限减薄率，为材料的断面收缩率。 0035 本实施例中，筒坯直径D600/+D200mm。筒坯厚度t 0 8mm，30CrMnSiA 材料极限减薄率 max 0.45/(0.17+0.45)72.6，旋压筒坯从8mm减薄至2.2mm，总减薄率72.5接近材料的极限减薄率，因此旋压道次间进行一次退火热处理恢复材料塑性。筒坯长度L2.2*800(200+2.2)/(20。

15、0+8)*8+L250mm。 0036 步骤2，旋压成形。 0037 在强力旋压机上通过反旋工艺方法进行旋压，通过三道次旋压完成。旋压时，旋压筒坯套在旋压模具上，并随着旋压模具转动。旋轮与旋压模具之间每道次给定不同的间隙，旋轮沿着旋压筒坯轴线方向以一定的速度进给。这样旋压筒坯每道次旋压后，厚度逐渐减薄，长度增长。具体是： 0038 第一道次旋压参数如下：旋轮与旋压模具的间隙为5.35.7mm，旋轮的进给速度为10060mm/min，旋压模具的转速为100r/min。第一道次旋压后，旋压圆筒的壁厚控制在6.06.2mm。本实施例中，旋轮与旋压模具的间隙为5.5mm，旋轮的进给速度为80。

16、mm/ min， 0039 第二道次旋压参数如下：旋轮与旋压模具的间隙为3.83.4mm，旋轮的进给速度为10060mm/min，旋压模具的转速为100r/min。第二道次旋压后，旋压圆筒的壁厚控制在4.04.2mm。本实施例中，旋轮与旋压模具的间隙为3.6mm，旋轮的进给速度为80mm/ min， 0040 对第二道次旋压后的圆筒进行退火处理，退火温度为650，保温30分钟后随炉温冷却至600出炉空冷至室温。通过退火处理改善前两道次旋压圆筒材料的加工硬化，恢复材料塑性，有利于第三道次旋压。 0041 第三道次旋压中首先进行试旋，试旋的参数如下：旋轮与旋压模具的间隙为 1.51.9mm。

17、，旋轮的进给速度为70110mm/min，旋压模具的转速为100r/min。试旋时，旋轮进给20mm长度后停止旋压，测量已旋压变形部分圆筒的壁厚为2.32.4，满足壁厚说明书CN 104368621 A 4/5页 6 2.2+0.20mm的要求，按照此参数进行后续旋压至结束。本实施例中，旋轮与旋压模具的间隙为1.7mm，旋轮的进给速度为90mm/min， 0042 旋压后圆筒总长度为865mm，有效长度为830mm，剩余料头约15mm；所述的有效长度为壁厚为2.2+0.20的长度；所述的剩余料头为旋轮进给的停止点距离旋压圆筒筒坯端面未发生变形的区域。起旋处由于材料端面无约束造成翻。

18、边长度约20mm。 0043 步骤3，用等离子切除料头以及起旋处翻边。沿圆筒任意母线方向作为切割线，用等离子切开。 0044 步骤4，用板材矫平机将切开的圆筒校平。用刨边机去除毛边，保证600mm800mm 规格。 0045 实施例二 0046 本实施例是一种制造紫铜板的方法，紫铜板材的规格为abt 3005001.5+0.150mm，其中：a为板材的一个边长，b为板材的另一个边长，t为板材的厚度。 0047 具体过程是： 0048 步骤1，制造旋压圆筒的筒坯。旋压圆筒坯料为铜棒机加而成。旋压圆筒筒坯的外形尺寸包括筒坯的直径、长度和壁厚。 0049 其中： 0050 筒坯直径D通过公式(。

19、1)确定， 0051 Da/+D (1) 0052 筒坯长度L通过公式(2)确定， 0053 Ltb(D+t)/(D+t 0 )t 0 +L (2) 0054 该材料的极限减薄率根据公式(3)确定， 0055 max /(0.17+) (3) 0056 本实施例中，根据公式(1)筒坯直径D300/+D100mm，筒坯厚度t 0 5mm，根据公式(3)，紫铜材料极限减薄率 max 0.65/(0.17+0.65)79.3，旋压筒坯的厚度从5mm减薄至1.5mm，总减薄率70，小于材料的极限减薄率，因此旋压道次间无需进行热处理。根据公式(2)筒坯长度L1.5*500(100+1.5)/(100。

20、+5)*5+L190mm。 0057 步骤2，旋压成形。 0058 在强力旋压机上通过强力旋压工艺方法进行旋压，通过两道次旋压完成。具体参数如下： 0059 第一道次旋压参数：旋轮与旋压模具的间隙为2.6mm，旋轮的进给速度为100mm/ min，旋压模具的转速为150r/min。第一道次旋压后，旋压圆筒的壁厚在2.93.1mm。 0060 第二道次旋压参数：旋轮与旋压模具的间隙为1.2mm，旋轮的进给速度为100mm/ min，旋压模具的转速为150r/min。试旋时，旋轮进给20mm长度后停止旋压，测量已旋压变形部分圆筒的壁厚为1.551.65mm，满足壁厚1.5+0.15 0mm的要。

21、求，按照此参数进行后续旋压至结束。 0061 步骤3，用等离子切除料头以及起旋处翻边。沿圆筒任意母线方向作为切割线，用等离子切开。 0062 步骤4，用板材矫平机将切开的圆筒校平。用刨边机去除毛边，保证300mm500mm 说明书CN 104368621 A 5/5页 7 规格。 0063 实施例三 0064 本实施例是一种制造3A21铝板的方法，铝板板材的规格为abt 1004003.70.2mm，其中：a为板材的一个边长，b为板材的另一个边长，t为板材的厚度。 0065 具体过程是： 0066 步骤1，制造旋压圆筒的筒坯： 0067 其中： 0068 筒坯直径D通过公式(1)确定。

22、， 0069 Da/+D (1) 0070 筒坯长度L通过公式(2)确定， 0071 Ltb(D+t)/(D+t 0 )t 0 +L (2) 0072 该材料的极限减薄率根据公式(3)确定， 0073 max /(0.17+) (3) 0074 本实施例中，旋压圆筒筒坯采用3A21铝板经过普旋成形带底杯筒。铝板的厚度为8mm，直径260mm。普旋成形后杯壁的厚度为7.88.2mm。杯形件直径150mm，成形的杯筒高度为55mm。根据公式(3)，3A21材料极限减薄率 max 0.6/(0.17+0.6) 77.9，由8mm减薄至3.7mm，总减薄率为54，远小于材料的极限减薄率，因此中间无。

23、需进行热处理。 0075 步骤2，旋压成形。 0076 在强力旋压机上采用正旋工艺方法进行旋压，通过两道次旋压完成。具体参数如下： 0077 第一道次旋压参数：旋轮与旋压模具的间隙为5.00.2mm，旋轮的进给速度为 10020mm/min，旋压模具的转速为150r/min。第一道次旋压后，旋压圆筒的壁厚5.3 5.7mm。 0078 第二道次旋压参数：旋轮与旋压模具的间隙为3.4mm，旋轮的进给速度为 10020mm/min，旋压模具的转速为180r/min。试旋时，旋轮进给25mm长度后停止旋压，测量已旋压变形部分圆筒的壁厚为3.74.0mm，局部超出壁厚要求上限，调整旋轮与旋压模具的间隙为3.25继续试旋，测量已旋压变形部分圆筒的壁厚为3.63.9mm，壁厚满足要求，按照此参数进行后续旋压至结束。 0079 步骤3，用氧-乙炔火焰切割方法切除杯底以及料头。沿圆筒任意母线方向作为切割线，用等离子切开。 0080 步骤4，用板材矫平机将切开的圆筒校平。用刨边机去除毛边，保证100mm400mm 规格。说明书CN 104368621 A 1/1页 8 图1 图2 图3 说明书附图CN 104368621 A 。

展开阅读全文