[發明專利]一種內腔帶網格筋的貯箱筒段整體成形方法

有效

• 申請號: 201811615232.2
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109604966B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 劉浩;張文學;倪江濤;付敏敏;張曼曼;姚夢;朱凱;母大鵬;宮成;劉潔
• 申請（專利權）人: 天津航天長征技術裝備有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;F02K9/60;B64G1/40
• 代理公司: 天津市新天方專利代理有限責任公司 12104
• 代理人: 張強

一種內腔帶網格筋的貯箱筒段整體成形方法，對半連續鑄造空心鋁合金鑄錠進行加熱；加熱后的空心鑄錠進行軋制成形，再置于空氣中冷卻；對環形坯料進行強力旋壓成形，多道次間增加去應力退火工序，最后切除光筒段兩側工藝余量；對旋壓后的筒段進行熱處理；車削筒段內外圓，提高其尺寸精度，進行多頭鏡像銑削操作，成形出網格加強筋。本發明利用空心鑄錠，通過環軋、旋壓復合的方式整體成形出光筒段，零件無焊縫存在，整體力學性能一致性、耐腐蝕能力均優于傳統拉彎拼焊結構貯箱筒段；利用多頭鏡像銑削的方式對光筒段進行機加工得到網格加強筋結構，零件殘余應力較小，避免了傳統方式拉彎制備分段壁板時網格筋斷裂的問題，大大提高了合格率。

技術領域

本發明涉及鋁合金鍛壓技術領域，尤其涉及內腔帶網格筋的貯箱筒段整體成形方法。

背景技術

鋁合金貯箱用來貯存推進劑，是運載火箭的重要結構，占箭體結構體積的大部分，由前后封頭、筒段、過渡環三部分組成。筒段為薄壁圓筒結構，為提高貯箱整體強度與剛度，筒段內腔一般帶有網格加強筋，加強筋筋高為5～15mm不等，網格形狀有三角、菱形等。

中國發明專利CN 107914078A公布了一種大直徑低剛度燃料貯箱的攪拌摩擦焊接方法，直筒段采用多塊拉彎后的鋁合金板材焊接而成。拉彎前的鋁合金板材需先銑削出網格筋，然后在拉彎機上將帶筋平板彎曲成帶有一定弧度的壁板，拉彎過程中容易使壁板殘留較大程度的殘余應力，且網格筋容易斷裂，因此壁板拉彎成形廢品率較高。由多塊弧形壁板拼焊成的鋁合金筒段存在多條縱向焊縫，焊縫的存在改變了壁板原有的組織性能，使其強度、延伸率呈現不同程度的降低，同時焊縫部位的金屬材料更容易受燃料腐蝕，導致拉彎拼焊筒段存在一定程度的不足。

中國發明專利CN 104439968A公布了一種基于數控鏡像銑削的大型貯箱筒段整體制造方法，首先通過滾彎成形方法將鋁合金板材彎曲成弧形，再將若干張彎曲成形的壁板拼焊成筒段，最后對筒段采用數控鏡像銑加工筒段壁板網格。該方法采用筒段整體鏡像銑削代替傳統的平板機械銑削，避免了壁板拉彎成形存在的問題，提高了貯箱筒段加工精度、加工效率。但其仍采用拼焊后的筒段作為銑削對象，無法避免焊縫的不利影響。

發明內容

本發明為解決上述問題，提供了一種利用鋁合金空心鑄錠通過環軋、旋壓成形制備整體光筒段，再通過多頭鏡像銑削方式加工出筒段內腔網格加強筋的整體成形方法。

本發明所采取的技術方案：

一種內腔帶網格筋的貯箱筒段整體成形方法，其步驟為：

(1)采用半連續鑄造的空心鋁合金鑄錠作為原始坯料，空心鋁合金鑄錠尺寸表示為外徑D₀、內徑d₀、高度H₀；

(2)對步驟(1)中的原始坯料空心鋁合金鑄錠進行加熱；

(3)利用徑-軸向數控環軋機，對加熱后的空心鋁合金鑄錠進行軋制變形操作，使坯料直徑長大至目標尺寸，環軋后的環件坯料尺寸表示為外徑D₁、內徑d₁、高度H₁；

(4)將步驟(3)所制環件坯料置于空氣中冷卻；

(5)利用強力旋壓機，對步驟(4)中的環件坯料進行多道次旋長操作；

(6)當步驟(5)中環件坯料壁厚減小1/2～2/3時，對半成品進行退火處理；

(7)繼續對退火后的半成品進行旋壓成形，至零件壁厚減小至成品尺寸，獲得光筒段，零件尺寸表示為外徑D₂、內徑d₂、高度H₂；

(8)切除旋壓筒段兩端工藝余量，零件尺寸表示為外徑D₃、內徑d₃、高度H₃；