[發明專利]帶環向加強筋曲母線薄壁殼體的整體旋壓成形方法

有效

• 申請號: 201811345038.7
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109351835B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）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）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;B21D41/04;B23P15/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

本發明提供一種帶環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置有環向加強筋，所述成形方法包括如下步驟：1)準備管坯；2)去應力處理；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，完成強力旋壓軌跡設計；3.3安裝管坯；3.4以強力旋壓軌跡為基礎設計強力旋壓程序，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重復步驟3.4，經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；4)收口旋壓。本發明通過上述技術方案大幅節省了模具投入及維護保養等費用，降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及旋壓成形技術領域，特別涉及一種帶環向加強筋曲母線薄壁殼體的整體旋壓成形方法。

背景技術

曲母線薄壁殼體是航空航天領域的一種典型金屬結構件，目前針對這類產品主要采用精密鑄造的方式進行批量生產。但當產品要求具有環向加強筋結構時，精鑄工藝不僅后續車削加工余量大，材料利用率低，而且生產效率無法保證。旋壓是曲母線型回轉殼體的主要成形方法，采用強力旋壓工藝，可以將短且厚的管坯旋制成長且薄的管坯半成品；在此基礎上，再通過收口旋壓工藝，可以將管坯的局部成形出滿足設計型面要求的曲母線回轉體。

強力旋壓又稱變薄旋壓，強力旋壓是在普通旋壓基礎上發展起來的一種近無余量加工方法，其實質為利用旋壓輥子加高壓于坯料，旋轉坯料借助外力沿成形模具進行局部逐漸輾壓產生塑性變形而變薄，從而得到高精度薄壁回轉體零件。

收口旋壓是在旋壓技術的基礎上，針對有封底或半封底要求的產品而衍生出來的一種特殊旋壓方法，加工過程中旋輪按照事先設定的復雜運行軌跡對加熱至軟化溫度的材料進行輾壓，使之外輪廓呈現出半球、橢球及其它各種曲母線等形狀的型面。

目前，強力旋壓制備帶環向加強筋曲母線薄壁殼體通常需采用分瓣模具。為了成形出曲母線艙段，分瓣模具外表面需加工成能與曲母線內壁貼合的曲面，加工難度大且成本昂貴。此外，分瓣模具的裝、卸過程十分繁瑣，瓣與瓣之間的裝配精度要求極高，否則會影響產品曲母線艙段的內表面精度。采用分瓣模具制備的曲母線艙段，旋壓后的內表面通常需要進行機加才能滿足設計要求。上述因素導致這種落后的方法無法適用于低成本、大批量的工程化生產。因此，采用分瓣模具的強力旋壓是一種較為落后的生產手段。

此處的“機加”是指采用分瓣模具制備的曲母線艙段內表面往往留有很大的加工余量，機加過程需要通過復雜的走刀軌跡將內型面加工出來，而且還要輔以工裝防止大切削量的機加變形。

針對帶環向加強筋曲母線薄壁殼體這類典型產品的批量生產，在適用于快速制備薄壁筒形件的強力旋壓基礎上，結合收口旋壓在制備曲面薄壁艙段方面的便捷性，將是一種行之有效的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶環向加強筋曲母線薄壁殼體的整體旋壓成形方法。該方法結合強力旋壓和收口旋壓兩種旋壓工藝，在整個加工過程中只使用一根強旋模具，即可實現帶有環向加強筋薄壁曲母線回轉殼體的一體化制備，避免采用常見的分瓣模具來成形加強筋的落后手段，顯著提高了生產效率和精度，降低了生產成本。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：