[發(fā)明專利]帶環(huán)向加強筋曲母線薄壁殼體的整體旋壓成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811345038.7
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109351835B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙文龍;王東坡;馬世成;吾志崗;孫昂;汪宇羿;張月倩
• 申請（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14;B21D41/04;B23P15/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

1.一種帶環(huán)向加強筋曲母線薄壁殼體的整體旋壓成形方法，所述殼體由管坯通過所述成形方法加工而成，所述殼體包括曲母線筒段和直筒段，所述曲母線筒段上設(shè)置有環(huán)向加強筋，其特征在于，所述成形方法包括如下步驟：

1）準(zhǔn)備管坯，

根據(jù)設(shè)計要求準(zhǔn)備管坯；

2）去應(yīng)力處理，

將所述步驟1）中準(zhǔn)備的管坯熱處理以消除管坯的加工內(nèi)應(yīng)力；

3）強力旋壓，

3.1確定管坯上的起旋位置和終旋位置；

3.2確定強力旋壓的道次數(shù)，完成強力旋壓軌跡設(shè)計；

3.3安裝管坯；

3.4以強力旋壓軌跡為基礎(chǔ)設(shè)計強力旋壓程序，啟動強力旋壓程序開始強力旋壓，直至完成該道次的強力旋壓；

3.5重復(fù)步驟3.4，經(jīng)過多道次強力旋壓后完成強力旋壓成形過程，得到具有階梯厚度的管坯半成品，階梯厚度的管坯半成品包括增厚成形段和薄壁段，其中，增厚成形段用于成形部分曲母線筒段及環(huán)向加強筋，薄壁段用于成形產(chǎn)品的直筒段及剩余部分的曲母線筒段；

4）收口旋壓，

4.1根據(jù)殼體最終曲母線筒段的型面及環(huán)向加強筋結(jié)構(gòu)要求，設(shè)置收口旋壓軌跡，并匹配合理的轉(zhuǎn)速和進給相關(guān)參數(shù)，對于有環(huán)向加強筋結(jié)構(gòu)要求的曲母線筒段，在環(huán)向加強筋位置的前后增設(shè)2-3次正旋、反旋，使材料向環(huán)向加強筋位置堆積并為后續(xù)環(huán)向加強筋的車削加工成形留足余量；其中，

所述2-3次正旋、反旋是指：曲母線段具有環(huán)向加強筋結(jié)構(gòu)，每一道次收口旋壓時，旋輪按預(yù)設(shè)軌跡由大端運行至增厚成形段的末端，隨即反向運行，將多余的材料反擠至加強筋位置，之后旋輪抬起，繼續(xù)反向運行至增厚成形段的起始端，完成第1次正旋、反旋增厚成形；此后，旋輪由增厚成形段的起始端旋入，按預(yù)設(shè)軌跡運行至增厚成形段的末端，將多余的材料正擠入加強筋位置，后重復(fù)上述反向運行過程，完成第2次正旋、反旋增厚成形；第3次正旋、反旋增厚成形與第2次相似；

4.2以步驟4.1中的收口旋壓軌跡為基礎(chǔ)設(shè)計收口旋壓程序；

4.3通過收口旋壓設(shè)備的裝夾工具夾持所述步驟3）中得到的管坯半成品，對成形曲母線筒段的部分管坯進行預(yù)熱，隨后啟動步驟4.2中的收口旋壓程序，直至完成該道次的收口成形；

4.4重復(fù)步驟4.3直至管坯曲母線筒段整體收口旋壓完成，得到具有直筒段與曲母線筒段的帶環(huán)向加強筋的曲母線薄壁殼體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于，

在所述步驟1）中，所述管坯為圓柱形筒體，按減薄率60%-70%確定所述圓柱形筒體的壁厚，按照體積不變原則確定管坯的長度，預(yù)留工藝邊余量取圓柱形筒體體積的18%-22%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于，

在所述步驟3.1中，所述起旋位置距離所述管坯的端面5～10mm，所述終旋位置至所述起旋位置的長度是所述直筒段的有效變形區(qū)域，根據(jù)直筒段的長度和壁厚尺寸按照體積不變原則確定所述終旋位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成形方法，其特征在于，

在所述步驟3.1中，所述終旋位置之后的管坯用于進行所述步驟4）收口旋壓成形所述的曲母線筒段。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于，

在所述步驟3.2中，根據(jù)管坯初始壁厚和極限減薄率、殼體的最終壁厚確定強力旋壓的道次數(shù)；分配各道次的減薄率并設(shè)置轉(zhuǎn)速、進給。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于，

在所述步驟3.4中，采用正旋外旋壓工藝進行旋壓加工。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于，

在所述步驟4.3中，在執(zhí)行收口旋壓程序的過程中對管坯進行補熱。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于，在所述步驟4）之后還包括：步驟5）熱處理；

對所述殼體進行淬火熱處理，之后再通過72小時自然時效的方式充分釋放應(yīng)力。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成形方法，其特征在于，在所述步驟5）之后還包括：步驟6）車削加工；

對曲母線筒段及環(huán)向加強筋部位進行車削加工整形。