[發明專利]一種正旋旋壓方法

有效

• 申請號: 201510245570.1
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN104858284B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 馬世成;王東坡;吾志崗;張晨
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種正旋旋壓方法，屬于金屬管材壓力加工技術領域。

背景技術

三旋輪強力外旋壓是目前最主要的薄壁筒形件成形方法，有著旋壓噸位大，三旋輪可自動對心，旋壓產品精度高等特點，被廣泛應用于薄壁筒形零件、帶外環向加強筋和小錐角零件的旋壓成形。由于旋輪機構結構及功能的特點，在旋壓超長(長度10米以上)薄壁筒形件時，芯模必須要有足夠強度、剛度和表面質量，10米以上的芯模制造困難，在旋壓過程中出現超長薄壁筒形件脫模困難和旋壓成形過程中模具低頭、超長薄壁筒形件在旋壓過程中一端傳遞扭矩造成工件扭轉變形、超長薄壁筒形件長度過長由于自重等原因產生彎曲變形，以及材料在旋壓變形過程中流動不暢、在旋輪前隆起過大出現掉料、產品精度降低等問題。現有冷拔工藝能生產10米以上的管材，但其壁厚大、壁厚均勻性差、圓度及直線度等形位公差難以控制；現有冷軋僅生產直徑小于200毫米的難加工材料的管材，精度高但效率低。

為解決超長薄壁筒形件旋壓過程中芯模制造難題、脫模困難等問題，肖作義在《管形件強力旋壓新技術——浮動芯模法》(鍛壓技術1999年第5期)中提出采用浮動芯模，浮動芯模較短，采用帶軸肩的階梯圓柱結構，浮動芯模放置在旋壓毛坯內部，芯模在軸向受摩擦力和軸肩所受到旋輪所施加的軸向推力，由于軸肩所受到旋輪所施加的軸向推力的作用，使芯模在旋壓過程中不斷向前運動，與旋輪位置相對固定，保持變形的連續性。但這種結構形式的浮動芯模，旋壓毛坯的內徑要容納軸肩，旋壓加工量大；同時在旋壓時，浮動芯模轉動可能與旋壓毛坯不同軸，使旋壓毛坯縱向運動受阻以及管件壁厚不均。

為解決材料在旋壓變形過程中流動不暢、在旋輪前隆起過大等問題，馬世成等人提出了一種在管形件自由端施加拉應力的思路；《高精度極薄壁圓筒件的新型旋壓機》中提到一種張力旋壓機，在管形件自由端通過液壓設備施加張力。但這種方式拉力方向固定不可調整，若采用液壓設備，在加工較長管件時液壓設備過于龐大。

總之，現有的旋壓設備的功能限制和工藝方法難以旋制超長薄壁筒形件(大于5米)，不能滿足國防工業及其它民用行業低成本、高效率、高精度、高質量的產品要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足，提供了一種精度高、成品率高、生產效率高的正旋旋壓方法。

本發明的技術解決方案：一種正旋旋壓方法，包括以下步驟：

第一步，旋壓毛坯準備，

加工兩端帶有鍵槽的直筒形結構的旋壓毛坯；

旋壓毛坯具體尺寸的設定為本領域公知技術，內容詳見國防工業出版社出版的陳述先等著的《強力旋壓工藝與設備》，具體如下：

(1)確定旋壓毛坯壁厚t₁

依據旋壓設備的旋壓力大小，依據旋壓產品的壁厚要求、所旋壓的材料的極限減薄率、旋壓道次的安排等計算旋壓毛坯的壁厚t₁。

(2)確定毛坯的理論長度L₁

根據超長筒形件最終產品結構的長度、壁厚和上文確定的旋壓毛坯壁厚t₁，依據旋壓工件等體積原則計算得到毛坯理論長度，并考慮旋壓毛坯兩端預留安裝定位的工藝余量確定毛坯的理論長度L₁。

(3)確定旋壓毛坯的外徑ΦD₂及內徑ΦD₁

依據固定短芯模的外徑，考慮旋壓毛坯通過固定短芯模的要求，增加余量。旋壓毛坯內徑ΦD₁通常為固定短芯模的外徑ΦD₀+0.3mm左右的余量；旋壓毛坯外徑ΦD₂通常為旋壓毛坯內徑ΦD₁+2t₁。固定短芯模的外徑ΦD₀的確定，依據超長筒形件最終產品結構的內徑和旋壓后直徑的漲徑量考慮，通常為最終產品結構的內徑減去直徑的漲徑量。

第二步，旋壓設備準備，

所述的旋壓設備包括床身、縱向進給機構、固定短芯模和旋輪機構，所述的旋輪機構包括旋輪和旋輪橫向進給機構，旋輪通過旋輪橫向進給機構固定在床身上，縱向位置固定，固定短芯模通過芯模拉桿縱向固定在旋輪位置，所述的縱向進給機構為結構相同的兩套，分別安裝在旋輪機構的兩端，所述的縱向進給機構包括上絲杠、上絲母、下絲杠、下絲母、主軸箱、主軸、主軸驅動電機和連接體，主軸和主軸驅動電機安裝在主軸箱內，上絲母和下絲母分別與主軸箱固定連接，上絲母和下絲母各配備一臺縱向進給電機，主軸的端部安裝連接體；