[發(fā)明專利]一種帶縱向內(nèi)筋的薄壁筒體的加工旋輪及基于其的加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010213969.2
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111346963B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱成成;孟德安;汪學(xué)斌;黃浩
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14;B21D51/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發(fā)明公開了一種帶縱向內(nèi)筋的薄壁筒體的加工旋輪及基于其的加工方法，屬于薄壁筒體加工領(lǐng)域。本發(fā)明的帶縱向內(nèi)筋的薄壁筒體的對輪旋壓的加工方法，采用內(nèi)外旋輪配合使用，通過內(nèi)外旋輪的旋轉(zhuǎn)和擠壓實(shí)現(xiàn)壁厚減薄、長度伸長和內(nèi)筋成形，且采用三級成型，聚料內(nèi)旋輪和第一外旋輪進(jìn)行初步成型，在圓筒形坯料上留下寬內(nèi)筋，之后中間內(nèi)旋輪和第二外旋輪、校形內(nèi)旋輪和第三外旋輪依次經(jīng)過聚料內(nèi)旋輪和第一外旋輪的路徑，圓筒形坯料進(jìn)行三次變形，最終形成內(nèi)筋；本發(fā)明的加工方法，通過旋壓工藝一次性實(shí)現(xiàn)了帶筋大型薄壁筒體的塑性成形，加工效率高、無焊縫質(zhì)量好、節(jié)約材料和能量、生產(chǎn)成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于薄壁筒體加工領(lǐng)域，尤其是一種帶縱向內(nèi)筋的薄壁筒體的加工旋輪及基于其的加工方法。

背景技術(shù)

帶有縱向內(nèi)筋的大型薄壁筒體為運(yùn)載火箭燃料箱、發(fā)動機(jī)殼體的主要組成部分。此類零件具有直徑大、壁厚薄、加工精度和質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，制造難度極大，為典型的航天工業(yè)卡脖子技術(shù)。目前，國內(nèi)外僅有兩種有效的方法加工此類零件，“滾彎成形+化學(xué)銑削+焊接”或“高速數(shù)控銑削+等距壓彎成形+焊接”的工藝路線，存在工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率低、質(zhì)量難以保證、成本高、材料和能量浪費(fèi)嚴(yán)重等不足。而傳統(tǒng)的芯模旋壓工藝等技術(shù)在生產(chǎn)此類大型件時(shí)模具成本過高、適應(yīng)性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的大型薄壁筒體加工工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率低、質(zhì)量難以保證的缺點(diǎn)，提供一種帶縱向內(nèi)筋的薄壁筒體的加工旋輪及基于其的加工方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種帶縱向內(nèi)筋的薄壁筒體的對輪旋壓的加工方法，包括以下步驟：

1)將圓筒形坯料固定于主軸轉(zhuǎn)盤上，兩者同軸線；

2)將聚料內(nèi)旋輪安裝在圓筒形坯料內(nèi)側(cè)，第一外旋輪安裝在對應(yīng)的外側(cè)；

將中間內(nèi)旋輪安裝在圓筒形坯料內(nèi)側(cè)，第二外旋輪安裝在對應(yīng)的外側(cè)；

將校形內(nèi)旋輪安裝在圓筒形坯料內(nèi)側(cè)，第三外旋輪安裝在對應(yīng)的外側(cè)；

其中，聚料內(nèi)旋輪、中間內(nèi)旋輪、校形內(nèi)旋輪在徑向?qū)ΨQ分布，并在給進(jìn)方向依次排布；

3)啟動主軸轉(zhuǎn)盤，圓筒形坯料隨之轉(zhuǎn)動；

聚料內(nèi)旋輪、中間內(nèi)旋輪和校形內(nèi)旋輪進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動且沿進(jìn)給方向運(yùn)動，三者對應(yīng)的外旋輪與內(nèi)旋輪進(jìn)行同步運(yùn)動；

4)加工預(yù)設(shè)長度后，將聚料內(nèi)旋輪、中間內(nèi)旋輪、校形內(nèi)旋輪、第一外旋輪、第二外旋輪、第三外旋輪拆卸掉，并停止主軸轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)，之后取下加工后的圓筒形坯料(1)，切除固定端后，得到大型帶內(nèi)筋薄壁筒體。

進(jìn)一步的，在步驟2)中，聚料內(nèi)旋輪和第一外旋輪頂端的間距小于圓筒形坯料的壁厚；

中間內(nèi)旋輪和第二外旋輪的頂端間距小于聚料內(nèi)旋輪和第一外旋輪頂端的間距；

校形內(nèi)旋輪和第三外旋輪的頂端間距小于中間內(nèi)旋輪和第二外旋輪的頂端間距。

進(jìn)一步的，步驟3)中，具體的加工過程為：

聚料內(nèi)旋輪和第一外旋輪經(jīng)過時(shí)將圓筒形坯料的壁厚減薄，并在內(nèi)壁上留下寬內(nèi)筋；

中間內(nèi)旋輪經(jīng)過聚料內(nèi)旋輪的路徑，將圓筒形坯料的壁厚進(jìn)一步減薄，并使寬內(nèi)筋發(fā)生變形，在內(nèi)壁上留下中間內(nèi)筋；

校形內(nèi)旋輪經(jīng)過中間內(nèi)旋輪的路徑，將圓筒形坯料的壁厚進(jìn)一步減薄，并使中間內(nèi)筋發(fā)生變形，在內(nèi)壁上留下最終內(nèi)筋。

一種帶縱向內(nèi)筋的薄壁筒體的加工旋輪，包括聚料內(nèi)旋輪、中間內(nèi)旋輪、校形內(nèi)旋輪、第一外旋輪、第二外旋輪、和第三外旋輪；