[發(fā)明專利]帶內(nèi)壁縱向筋筒形件成品及其成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910877346.2
• 申請(qǐng)日: 2019-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN110586730B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于忠奇;趙亦希;甘甜;杜陳陽;李昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B21D22/16
• 分類號(hào): B21D22/16;B21D37/16
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明提供了一種帶內(nèi)壁縱向筋的筒形件的成形方法，包括以下步驟：S1、成筋工藝參數(shù)設(shè)計(jì)；S2、旋壓工藝軌跡規(guī)劃：包括旋輪初始位置、筒形坯料加熱溫度、成筋工藝參數(shù)設(shè)計(jì)和表面整形工藝；S3、將筒形坯料進(jìn)行預(yù)熱；S4、將加熱的筒形坯料套在旋壓芯模上，并用尾頂固定筒形坯料尾部，同時(shí)初始化旋輪位置；S5、開啟旋壓機(jī)主軸并帶動(dòng)旋壓芯模和筒形坯料轉(zhuǎn)動(dòng)，然后點(diǎn)燃火焰加熱槍均勻加熱筒形坯料；S6、啟動(dòng)旋壓機(jī)操作系統(tǒng)，按照預(yù)設(shè)的旋壓工藝軌跡進(jìn)行加工，旋壓完畢后，卸下帶內(nèi)壁縱向筋的筒形件成品。本發(fā)明結(jié)合了正旋、反旋、主軸反轉(zhuǎn)旋壓工藝優(yōu)點(diǎn)，不但內(nèi)筋高度得到了提升，而且內(nèi)筋軸向和周向的均勻性提升明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及板料塑性加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種帶內(nèi)壁縱向筋筒形件成品及其成形方法。

背景技術(shù)

帶縱向內(nèi)筋筒形件整體加工目前主要是采用流動(dòng)旋壓、鑄造、鍛造-機(jī)械加工等方法。除了塑性加工方法，其它方法在加工帶縱向內(nèi)筋筒形件方面具有一定的局限性，比如鑄造力學(xué)性能差、零件筒壁厚度大；鍛造-機(jī)械加工銑削加工時(shí)間長(zhǎng)、材料利用率低等問題。而旋壓工藝具有相對(duì)載荷小、成形精度高、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，為帶縱向內(nèi)筋筒形件整體成形制造提供了一個(gè)很好的途徑。

在采用旋壓工藝制造帶縱向內(nèi)筋筒形件方面，對(duì)于具有良好塑性材料的帶縱向內(nèi)筋筒形件，使用室溫流動(dòng)旋壓工藝可以獲得帶縱向內(nèi)筋筒形件，目前比較成熟的技術(shù)是在空心齒輪零件流動(dòng)旋壓制造上。空心齒輪零件特征為：齒比較稠密，齒高與齒寬比較小，齒的形狀呈梯形。在航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，存在另一類帶縱向內(nèi)筋筒形件，例如燃料貯箱。這類航天帶縱向內(nèi)筋筒形件特征為：內(nèi)筋高寬比較大，內(nèi)筋截面近似成矩形。與空心齒輪零件相比，航天帶縱向內(nèi)筋筒形件需要更大的筋條填充量，目前存在的室溫流動(dòng)旋壓工藝難于制造出內(nèi)筋飽滿的構(gòu)件，比如下壓量大時(shí)室溫流旋可能會(huì)造成開裂現(xiàn)象。

對(duì)于航天帶縱向內(nèi)筋筒形件，不僅要求內(nèi)筋的均勻性好，而且由于內(nèi)筋高寬比較大，內(nèi)筋截面近似成矩形，傳統(tǒng)方法并不適用。

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索，申請(qǐng)?zhí)枮?01410753785.X的發(fā)明專利一種筒形件的內(nèi)橫筋擠壓方法，具體步驟如下：(1)左、右凸模向下擠壓毛坯；(2)左、右凸模向左右各自運(yùn)動(dòng)，左、右凸模頭部工作帶壓入筒壁；(3)旋轉(zhuǎn)凹模，左、右凸模左右繼續(xù)運(yùn)動(dòng)；(4)左、右凸模停止水平方向分離運(yùn)動(dòng)，左、右凸模再次擠壓毛坯，同時(shí)凹模繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，形成斜向纖維組織的筒壁；(5)凹模停止轉(zhuǎn)動(dòng)，左、右凸模合并；(6)合并后整體下行，擠壓毛坯；(7)左、右凸模分開，凹模轉(zhuǎn)動(dòng)；(8)擠旋完成后，左、右凸模收攏；(9)左、右凸模上行，頂桿把擠壓件從凹模中頂出，完成一個(gè)擠旋全過程。該方法是對(duì)筒形件內(nèi)橫筋的擠壓方法，無法滿足航天帶縱向內(nèi)筋筒形件中內(nèi)筋高寬比較大的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種帶內(nèi)壁縱向筋筒形件成品及其成形方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種帶內(nèi)壁縱向筋的筒形件的成形方法，包括以下步驟：

步驟S1、成筋工藝參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)帶內(nèi)壁縱向筋的筒形件成品和內(nèi)外光壁的筒形坯料的幾何尺寸，分別設(shè)計(jì)以下五個(gè)關(guān)鍵工藝參數(shù)：旋輪成筋下壓量M、旋壓成形道次數(shù)目N、旋輪進(jìn)給方向、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給率f；

步驟S2、旋壓工藝軌跡規(guī)劃，包括成筋階段工藝和表面整形工藝。

具體包括旋輪初始位置、筒形坯料加熱溫度、成筋工藝參數(shù)設(shè)計(jì)和表面整形工藝，并輸入旋壓機(jī)操作系統(tǒng)中，生成旋壓工藝軌跡；

步驟S3、將內(nèi)外光壁的筒形坯料放到加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱；

步驟S4、將加熱的內(nèi)外光壁的筒形坯料套在帶有多條縱向筋槽的旋壓芯模上，并用尾頂固定筒形坯料尾部，同時(shí)初始化旋輪位置；

步驟S5、開啟旋壓機(jī)主軸并帶動(dòng)旋壓芯模和筒形坯料轉(zhuǎn)動(dòng)，然后點(diǎn)燃火焰加熱槍均勻加熱筒形坯料，保持筒形坯料溫度；