[發明專利]一種多段深圓筒深圓錐組合面殼體零件旋壓成形方法

有效

• 申請號: 201711049840.7
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107552629B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 唐小虎;馮定艷
• 申請（專利權）人: 四川航天中天動力裝備有限責任公司
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B21D37/12
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 劉興亮

1.一種多段深圓筒深圓錐組合面殼體零件旋壓成形方法，其特征在于：其方法步驟如下：

A、準備板料：準備圓形形狀的圓盤坯料(11)，在圓盤坯料(11)的中心開設有一定位孔；

所述步驟A中，選用殼體零件材料為1Cr18Ni9Ti不銹鋼，筒體零件的BD段變壁厚成形，筒體零件的大直段尺寸要求筒體零件的小直段尺寸要求圓盤坯料(11)的設計過程為：1)確定圓盤坯料(11)的壁厚：首先根據最終零件要求壁厚最大為1mm，普旋道次減薄率20％左右確定出普旋之前，剪切旋壓完成后零件厚度應達到1.25mm，再根據正弦率sin30°確定零件對應圓盤坯料厚度為2.5mm，2)確定圓盤坯料尺寸：根據材料塑性變形體積不變原理計算坯料尺寸為預留機械加工的余量最終確定坯料尺寸為

B、剪切旋壓加工：將圓盤坯料(11)通過旋壓加工系統A將圓盤坯料(11)加工成錐筒形狀的半成品零件(12)；所述旋壓加工系統A包括第一旋壓芯模、第一旋壓芯模動力軸、第一旋輪、第一數控旋壓機、第一尾頂盤、第一內卸料桿，所述第一旋壓芯模整體呈錐筒形狀，第一旋壓芯模包括筒體芯模本體，筒體芯模本體一端為小頭端，筒體芯模本體另一端為大頭端，所述第一旋壓芯模通過第一法蘭盤與第一旋壓芯模動力軸連接，所述第一旋壓芯模內部具有與第一旋壓芯模軸向方向相對應的卸料腔，所述卸料腔貫穿第一旋壓芯模的小頭端，所述卸料腔中滑動配合安裝有第一內卸料桿，所述第一數控旋壓機上安裝有與第一旋壓芯模相對應的第一旋輪，所述第一尾頂盤與第一旋壓芯模小頭端、第一內卸料桿端部相對應；其剪切旋壓加工如下：

將熱處理后的圓盤坯料(11)安裝于第一旋壓芯模小頭端與第一尾頂盤端部之間，圓盤坯料(11)的定位孔與第一旋壓芯模小頭端配合，第一尾頂盤運動并定位夾持固定圓盤坯料(11)，所述第一數控旋壓機通過第一旋輪對圓盤坯料(11)進行剪切旋壓加工成半成品零件(12)；

所述步驟B中，通過伺服驅動主軸實現第一旋壓芯模的第一旋壓芯模動力軸軸向轉動，通過伺服驅動旋壓底座實現第一旋輪的徑向和軸向進給運動，將圓盤坯料(11)裝在第一旋壓芯模上，驅動尾座液壓缸通過第一尾頂盤頂緊坯料圓盤坯料(11)，通過設備工裝，調整旋輪底座，使第一旋輪端面軸線與第一旋壓芯模呈30°夾角，采取車加工去除錐筒大端不均勻部分；再進行固溶處理，圓盤坯料(11)經過一道次剪切旋壓成形的旋壓參數如下：

C、普旋加工：先將半成品零件(12)進行加熱處理軟化，然后通過旋壓加工系統B將半成品零件(12)加工成筒體零件；所述旋壓加工系統B包括第二旋壓芯模(1)、第二旋壓芯模動力軸、第二旋輪(2)、第二數控旋壓機、第二尾頂盤(3)、第二內卸料桿(4)，所述第二旋壓芯模(1)與與成品筒體零件相配合的形狀，第二旋壓芯模(1)包括筒體芯模本體，筒體芯模本體一端為小頭端，筒體芯模本體另一端為大頭端，所述第二旋壓芯模(1)通過第二法蘭盤與第二旋壓芯模動力軸連接，所述第二旋壓芯模(1)內部具有與第二旋壓芯模(1)軸向方向相對應的卸料腔，所述卸料腔貫穿第二旋壓芯模(1)的小頭端，所述卸料腔中滑動配合安裝有第二內卸料桿(4)，所述第二數控旋壓機上安裝有與第二旋壓芯模(1)相對應的第二旋輪(2)，所述第二尾頂盤(3)與第二旋壓芯模(1)小頭端、第二內卸料桿(4)端部相對應；其普旋加工如下：

將熱處理后的半成品零件(12)對應安裝于第二旋壓芯模(1)外部，第二尾頂盤(3)運動與第二內卸料桿(4)一同定位夾持固定半成品零件(12)，所述第二數控旋壓機通過第二旋輪(2)對半成品零件(12)進行普旋加工成筒體零件；

所述步驟C中，普旋加工的旋壓參數設定如下：

在BD段以及DE段成形時，第二旋壓芯模動力軸的轉速為300～550r/min，第二旋壓芯模動力軸的倍率：100％；

第二旋輪(2)的進給速度為：1000～1500mm/min，第二旋輪(2)每次左右橫向偏移量為0.3～0.6mm，第二旋輪(2)每次徑向進給倍率30％；為保證BD段光潔度，再進行一道次普旋，第二旋輪(2)的進給速度為：300～550mm/min，第二旋輪(2)每次左右橫向偏移量為0.4～0.6mm，第二旋輪(2)每次徑向進給倍率30％；

在AB段成形時，第二旋壓芯模動力軸的轉速為200～450r/min，第二旋壓芯模動力軸的主軸倍率：100％，第二旋輪(2)的進給速度為1500～2000mm/min，第二旋輪(2)每次左右橫向偏移量為0.3～0.45mm，第二旋輪(2)每次徑向進給倍率30％；

在AB段貼模減薄處理時，第二旋壓芯模動力軸的轉速為200～400r/min，第二旋壓芯模動力軸的主軸倍率：100％，第二旋輪(2)的進給速度為：200～350mm/min，第二旋輪(2)每次左右橫向偏移量為0.2～0.4mm，第二旋輪(2)每次徑向進給倍率30％；

D、整形旋壓處理：先將步驟C加工后的筒體零件進行加熱處理軟化，然后通過旋壓加工系統B對步驟C加工后的筒體零件進行整形旋壓處理；

所述步驟D中，通過旋壓加工系統B對步驟C加工后筒體零件的AB段、BC段、CD段、DE段進行多次整形旋壓處理；同時，通過多道次普旋對筒體零件進行貼模成形；

所述步驟D完成后的筒體零件AB段壁厚0.65mm，BD段貼模較好，壁厚0.85～1mm，因多次旋壓，筒體零件的料表面已硬化，很難貼模，需要熱處理后再次雙旋輪旋壓直邊，第二旋壓芯模動力軸的轉速為200～400r/min第二旋壓芯模動力軸的主軸倍率：100％，第二旋輪(2)的進給速度為：200～300mm/min，第二旋輪(2)每次左右橫向偏移量為0.2～0.4mm，第二旋輪(2)每次徑向進給倍率50％；完成后AB段壁厚0.5mm；

E、通過車床對步驟D整形旋壓后的筒體零件兩端端部進行機械加工，最終得到合格的筒體零件。