[發明專利]錯距旋壓筒形件的工藝方法

有效

• 申請號: 201310210281.9
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103264263A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 李繼貞;劉德貴;關大力;張寧;王健飛;余肖放;王春會;賈春雷
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21D22/14
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術領域

本發明是關于一種薄壁筒形件的旋壓加工工藝，尤其涉及一種同步進刀、錯距旋壓筒形件的工藝方法。

背景技術

大型薄壁筒形件在工業生產特別是在航空航天等領域有著廣泛的應用，如大型導彈發動機殼體、大型運載火箭、洲際導彈直筒段、大型航空發動機機匣類零件。隨著大型旋壓產品的需求，對加工大型薄壁筒形件工藝的研究越來越迫切，此類零件具有直徑大、壁薄的特點，一般機械切削方法已無法加工，而采用強力旋壓是加工這類零件的一種有效方法，旋壓加工具有成形精度高、綜合性能好、材料利用率高等優勢。

在大型薄壁筒形件旋壓加工中，最早一般采用的方法是三旋輪同平面強力旋壓加工工藝，但是，這種旋壓方式難以保證零件的尺寸精度，而且旋壓道次多(每次旋壓后需要一次中間退火)，因此，生產效率較低。為此，人們提出采用錯距旋壓工藝來旋制筒形件；所述錯距旋壓是指將兩個以上旋輪相互間錯開一定距離而旋壓成形零件的一種方法，它結合了鍛造、拉拔、擠壓、滾壓和軋制等多種工藝特點，是一種少無切削加工的工藝；大型薄壁筒形件錯距旋壓一般采用三個旋輪旋壓，三旋輪中心軸線按120°均布在工件的圓周上，三個旋輪不在同一個水平面上，且同時在軸向和徑向均錯開一定的距離，這樣就把一道工序的壓下量分配給三個旋輪分別承擔，可以在一道工序中完成原來旋壓需要幾道工序完成的工作，大幅提高了生產效率。

然而，采用三旋輪錯距旋壓，必須保證各個旋輪徑向力基本一致，否則芯模在旋壓力作用下會產生較大的彎矩，造成工件壁厚差增大、主軸精度和壽命降低；因為在旋壓過程中，芯模相當于一個懸臂梁，距固定端愈遠，其剛性越小，產生撓度愈大，會引起旋壓件壁厚沿軸向變化。可是，現有這種錯距旋壓工藝是錯距進刀，即：在與旋壓坯料頂端接觸之前，三個旋輪已經呈軸向和徑向均錯開一定距離的狀態，且三個旋輪已經分別位于各自的徑向壓下量(徑向進刀量)位置；當第一個旋輪與旋壓坯料頂端接觸時，第二個旋輪和第三個旋輪還位于旋壓坯料上方，未與旋壓坯料接觸；當第二個旋輪與旋壓坯料頂端接觸時，第三個旋輪還位于旋壓坯料上方，未與旋壓坯料接觸；如此，三個旋輪是分別先后順序地與旋壓坯料頂端接觸的。在這種錯距進刀過程中，徑向旋壓力可達到500～700kN，這個力對機床主軸產生了巨大的彎矩，在多次旋壓后，精度便難于達到要求，工件易出現壁厚超差，機床主軸精度會大大降低，機床軸承壽命大大縮短。對于大型旋壓機，主軸箱體結構復雜，其外輪廓為正六棱體箱型結構，尺寸大(3630mm×4192mm×2510mm)，壁厚不均勻，總重量達90噸以上，且主軸軸承為國外訂購，結構龐大，精度高，成本在10萬歐元以上，因此，更換、維修主軸和主軸軸承的工作量和維修成本都很高。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種錯距旋壓筒形件的工藝方法，以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種錯距旋壓筒形件的工藝方法，針對現有錯距旋壓筒形件工藝存在的缺陷，采用同步進刀、錯距旋壓的方式成形大型薄壁筒形件，在有效提高生產效率的同時，減小主軸承受的彎矩，從而保證主軸精度不變，延長主軸使用壽命，提高零件壁厚精度。

本發明的目的是這樣實現的，一種錯距旋壓筒形件的工藝方法，所述工藝方法的流程中包括有錯距旋壓步驟；所述錯距旋壓步驟包括如下具體操作：

(1)將多個旋輪設置于旋壓坯料頂端上方的同一水平面內，各旋輪軸線與所述水平面垂直且圍繞旋壓坯料外圓周呈均勻分布；各旋輪同步徑向進刀，壓下量均相同且達到第一旋輪的壓下量設定值；

(2)各旋輪同步向下移動直至同時接觸旋壓坯料的頂端并由主軸帶動旋轉；

(3)第一旋輪向下移動至設定的軸向錯距量；其他旋輪徑向進刀，壓下量均相同且達到第二旋輪的壓下量設定值；

(4)第一旋輪和第二旋輪同步向下移動至設定的軸向錯距量；其他旋輪徑向進刀，壓下量均相同且達到第三旋輪的壓下量設定值；

(5)第一旋輪、第二旋輪和第三旋輪同步向下移動至設定的軸向錯距量；其他旋輪徑向進刀，壓下量均相同且達到第四旋輪的壓下量設定值；……如此類推，直到最后一個旋輪達到其壓下量設定值并仍與旋壓坯料頂端接觸；

(6)多個旋輪同步向下移動，并在旋壓過程中保持相對軸向和徑向距離不變，錯距旋壓成形筒形件。

在本發明的一較佳實施方式中，所述工藝方法的流程為：制坯-錯距旋壓-中間退火-錯距旋壓-去應力退火-切邊。

在本發明的一較佳實施方式中，所述旋輪的數量為三個；該三旋輪錯距旋壓具體操作如下：