[發明專利]一種大口徑殼體一體化成形方法

有效

• 申請號: 202110502261.3
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113059330B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 李金龍;何激淼;張朝營;徐堅;巴忠輝
• 申請（專利權）人: 中寰（山東）重工機械有限公司
• 主分類號: B23P15/22
• 分類號: B23P15/22;B21K21/04
• 代理公司: 廣州市智遠創達專利代理有限公司 44619
• 代理人: 李麗麗

本發明公開了一種大口徑殼體一體化成形方法，以旋鍛設備、鍛模、芯模和熱旋壓機作為主要加工設備，用于制作殼體的坯料裝設在芯模上，先由頭部錘頭通過旋鍛坯料頭部形成殼體的頭部，再由中間部錘頭通過旋鍛坯料中間部位形成殼體的中間部；完成頭部及中間部成形的坯料尾部采用先墩粗、后外形熱旋壓成形，然后進行熱處理工序；尾部外形及內型面采用機加工方式成形；最后將頭部擠出頭切除，即完成產品成形。采用本發明的方法，能夠很方便地制造頭部開孔式和封閉式的HD殼體；同時，本發明工藝適應性強，可隨時適應產品直徑、型面和尺寸的變化；并且加工流程短，效率高，適合批量生產，整體成形效率可提高10倍以上。

技術領域

本發明涉及金屬產品制造技術領域，尤其涉及一種大口徑金屬殼體的一體化成形方法，這種大口徑金屬殼體可用于低阻航彈（HD）等領域。

背景技術

隨著技術的發展，目前海、陸、空等諸多裝備都要求輕量化、一體化、功能化，比如：低阻HD本來是為美國高速戰斗機研制的一種新型HD，也是近年來世界武器裝備上使用較廣泛的一種低阻HD。目前在世界上只有美國和意大利能夠生產一體成形的HD殼體，我國低阻HD殼體的加工工藝目前仍處于分體焊接成型的較原始階段，因此，對于大口徑低阻超大超長HD殼體的一體成形技術仍是軍工領域“卡脖子”的問題。

目前國內對于此類產品的加工工藝主要存在以下問題：a）加工成本高、制造周期長；b）因焊接而存在一定的安全隱患，無法滿足批量列裝和模塊化的設計要求；還有，目前還無法生產頭部為封閉式的一體成形殼體。當然，人們也在探索解決的方法，其中，公開號為CN 112171214 A的發明專利公開了一種大型航彈殼體成形與加工方法，其主要工序為熱旋+強旋+熱旋+機加工等，雖然在一定程度上改善了前述的一些缺陷，但其工序繁多，且需要反復裝夾，操作復雜，并且效率低。同時，在一體成形工藝方面還存在以下一些難點：如，總體厚差大，同時需要減薄和增厚，壁厚控制難。最大壁厚數值大，成形載荷高。局部壁厚突變，存在局部突然增厚情況。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術存在的缺陷，提供一種成形操作更簡單、工藝適應性更強、加工流程更短、效率更高、產品質量更好、精度更高的大口徑殼體一體化成形方法，主要可用于成形大口徑復雜曲面低阻HD殼體等產品。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種大口徑殼體一體化成形方法，以旋鍛設備、鍛模、芯模和熱旋壓機作為主要加工設備，鍛模安裝在旋鍛設備中，用于制作殼體的坯料裝設在芯模上，芯模具有與殼體形狀相適配的中間部和頭部，其中頭部呈曲面形狀，其特征在于：鍛模包括分別用于成形殼體頭部及中間部的頭部成形鍛模和中間部成形鍛模，在頭部成形鍛模中安裝有成形面形狀與殼體頭部相適配的頭部錘頭，在中間部成形鍛模中安裝有成形面形狀與殼體中間部相適配的中間部錘頭；用于制作殼體的坯料采用圓管狀金屬坯料，成形過程為：先將坯料通過芯模裝入頭部成形鍛模，由頭部錘頭通過旋鍛坯料頭部形成殼體的頭部；再將坯料通過芯模裝入中間部成形鍛模，由中間部錘頭通過旋鍛坯料中間部位形成殼體的中間部；完成頭部及中間部成形的坯料尾部采用先墩粗、后外形熱旋壓成形，然后進行熱處理工序；尾部外形及內型面采用機加工方式成形；最后將頭部擠出頭切除，即完成產品成形。

進一步地，所述頭部成形鍛模的一側具有坯料入口，另一側具有頭部擠出孔，殼體前端通過頭部擠出孔形成頭部擠出頭；所述中間部成形鍛模的一側具有坯料入口，另一側具有坯料出口，坯料入口和坯料出口均可容納坯料連同芯模整體進出。

進一步地，該旋鍛設備為能夠鍛造長度最大為6 m、直徑最大為400 mm的實心軸和直徑最大為600mm的空心軸的旋鍛設備，基本可以滿足目前航彈殼體生產的需求。

進一步地，鍛模安裝在旋鍛機構上形成不旋轉的安裝結構，頭部錘頭及中間部錘頭分別由對應的曲柄連桿機構驅動，通過調整曲柄連桿機構的偏心距離以實現精確控制鍛件的尺寸；坯料套裝在芯模上，芯模與鍛模相對固定。