[發明專利]多功能復雜縱橫內筋筒形構件旋壓成形芯模裝置及方法

在審

• 申請號: 201810173053.1
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108213164A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 樊曉光;曾祥;李宏偉;高鵬飛;詹梅;楊勇;張睿智
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B21D37/02;B21D51/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明涉及一種多功能復雜縱橫內筋筒形構件旋壓成形芯模裝置及方法，組合芯模主動芯模和被動芯模；橫向芯模為內側帶凸臺的圓環。組合芯模單獨作用，可成形不帶筋筒形構件；組合芯模和橫向芯模二者相配合，可成形僅帶橫向內筋的筒形構件；組合芯模和縱向芯模二者相配合，可成形僅帶縱向內筋的筒形構件；組合芯模、橫向芯模、縱向芯模三者相配合，可成形帶復雜縱橫內筋筒形構件。本發明實現了不同類型帶筋構件和不帶筋構件的成形；調節橫向芯模、縱向芯模的厚度大小，實現不同筋高縱橫內筋筒形構件的成形；該裝置有效解決了帶縱橫內筋筒形旋壓成形構件芯模加工困難，難于脫模的問題，具有易于加工裝配、方便拆卸、多功能等特點。

技術領域

本發明屬于精確塑性成形領域帶筋筒形構件和非帶筋筒形構件，涉及一種多功能復雜縱橫內筋筒形構件旋壓成形芯模裝置及方法，尤其針對帶復雜縱橫內筋筒形構件旋壓成形技術，具體是一種多功能可實現復雜縱橫內筋筒形構件旋壓成形芯模裝置。

背景技術

隨著航空航天武器裝備領域的迅速發展，對高性能、輕量化的薄壁筒形構件需求日益增多，尤其是在空間站、高超飛行器上廣泛應用的具有超高承載、超高精度和超高可靠性等優點的帶高復雜縱橫內筋筒形構件。但是，高復雜縱橫內筋薄壁結構給構件的成形制造帶來了極大的困難。目前，對于帶復雜縱橫內筋薄壁構件，常采用焊接或數控銑削加工的方法。由于焊接會增加材料重量，降低構件的整體可靠性；數控銑削加工材料利用率低、加工成本高、環境污染嚴重，同時加強筋部位的金屬流線被切斷，使得構件強度大大降低，難以滿足構件使用要求，因此迫切需要發展帶復雜縱橫內筋筒形構件整體成形技術。

流動旋壓工藝具有材料利用率高、加工成本低、工裝設備簡單、所需設備噸位小等優點，是一種整體成形薄壁高精度、高性能回轉體的有效方法。但是，一般需要根據成形的筒形薄壁構件設計相應尺寸的旋壓芯模。

目前，國內外關于帶單一縱筋或者單一橫筋構件的旋壓成形已經有了一定的研究。對于成形帶單一內筋的構件，已有學者通過內旋或者分瓣芯模的方式實現。通過內旋成形的帶筋構件，其外表面在筋部有凹陷部分，表面質量難以保證；但是，對于帶有縱橫內筋的薄壁構件，此種方法難以成形，同時對于直徑過小的薄壁構件，此種方法也不適用；西北工業大學在公開號為CN101497099A的專利申請中，公開了一種帶橫向內筋構件旋壓成形芯模。與帶橫向內筋構件相比，由于帶縱橫內筋的構件除具有橫向內筋外，還具有縱向筋，脫模時必須沿縱向內筋的軸線方向，否則會引起縱筋干涉脫模時縱筋與芯模的筋槽相接觸，不能順利脫模，所以其脫模方式不同于專利CN101497099A；在專利號為200822071595.5的實用新型專利中，公開了一種復合加強筋筒形零件分瓣模具，但是該模具所成形構件的筋過低，而且對于筋過高的構件，此種模具無法脫模，而且模具裝配復雜。因此，在旋壓成形芯模裝置中，不同于成形不帶筋構件或者帶單一內筋縱筋或者橫筋的筒形構件，帶復雜縱橫內筋構件，由于筋部材料流動和受力狀態較為復雜，成形較為困難，而且在成形結束后脫模時縱橫內筋還容易產生干涉，所以帶復雜縱橫內筋構件的芯模設計是一個難題，尤其是帶高復雜縱橫內筋筒形構件。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種多功能復雜縱橫內筋筒形構件旋壓成形芯模裝置及方法，適用于帶高復雜縱橫內筋筒形構件芯模旋壓成形的芯模裝置，同時此裝置可以作為成形不帶筋構件和帶單一縱筋或橫筋構件的旋壓芯模，其筋槽深度可控，具有加工裝配簡單、拆卸方便、多功能等優點。

技術方案