[發(fā)明專利]大尺寸法蘭雙輥夾持擴旋與對輪強力旋壓復合成形工藝

有效

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• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113351721B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 范淑琴;孫曉佳;趙升噸;李國武;徐洪忠;張昊天
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種大尺寸法蘭雙輥夾持擴旋與對輪強力旋壓復合成形工藝，先通過自動脹形夾具將厚壁的筒形坯料裝夾固定在主軸上，設置主軸轉速，筒形坯料在自動脹形夾具的帶動下隨主軸旋轉；采用雙輥夾持旋壓用旋輥夾持筒形坯料進行雙輥夾持成形，將筒形坯料進行預成形；更換雙輥夾持旋壓用旋輥為對輪旋壓用旋輪；對輪旋壓用旋輪從筒形坯料翻邊處始對筒形坯料筒體進行對輪旋壓成形，將筒體減薄，之后從筒形坯料翻邊處沿筒體徑向向外對法蘭翻邊進行對輪旋壓成形，將法蘭翻邊減薄；最后將自動脹形夾具的夾緊力卸除，得到最終成形好的大尺寸翻邊薄壁法蘭；本發(fā)明有效解決了大尺寸翻邊法蘭容易起皺的問題，具有加工效率高、材料利用率高且加工質量穩(wěn)定的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明屬于法蘭加工技術領域，具體涉及一種大尺寸法蘭雙輥夾持擴旋與對輪強力旋壓復合成形工藝。

背景技術

現有的一種雙輥夾持旋壓成形法蘭的方法將板料卷制焊接成筒形件，然后直接進行翻邊成形即可得到最終的法蘭零件，該方法工序簡單、生產效率高，零件表面質量和機械強度均得到提高，但是采用該方法成形法蘭時，成形過程中旋輥接觸部位受到較大的切向壓應力，隨著成形的進行，在旋輥離開后此處的切向壓應力會逐漸減小，甚至會轉變?yōu)檩^小的切向拉應力，但是如果增大成形法蘭的寬度，旋輥接觸部位的切向壓應力會增大，變形程度的增大導致旋輥離開后此處的切向壓應力雖然減小但仍為壓應力，隨著成形過程的推進法蘭部位逐漸失穩(wěn)出現起皺缺陷。

因此對于一定徑厚比的筒形件毛坯，可成形的法蘭寬度存在極限值，大于該極限值時法蘭部位會出現起皺缺陷而導致廢品；此外帶焊縫的筒形件如果焊縫處處理不好在雙輥夾持成形過程中容易開裂。要提高確定的徑厚比筒形件的法蘭寬度，獲得法蘭寬度大于薄壁筒形件徑厚比五分之一的大尺寸法蘭需要尋找新的工藝方法。

發(fā)明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供了一種大尺寸法蘭雙輥夾持擴旋與對輪強力旋壓復合成形工藝，具有加工效率高、材料利用率高且加工質量穩(wěn)定的優(yōu)點。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為：

一種大尺寸法蘭雙輥夾持擴旋與對輪強力旋壓復合成形工藝，包括以下步驟：

第一步，通過自動脹形夾具將厚壁的筒形坯料裝夾固定在主軸上；

第二步，設置主軸轉速，筒形坯料在自動脹形夾具的帶動下隨主軸旋轉；采用雙輥夾持旋壓用旋輥夾持筒形坯料進行雙輥夾持成形，將筒形坯料進行預成形；

第三步，更換雙輥夾持旋壓用旋輥為對輪旋壓用旋輪；

第四步，對輪旋壓用旋輪從筒形坯料翻邊處開始對筒形坯料的筒體進行對輪旋壓成形，將筒形坯料的筒體減薄；

第五步，對輪旋壓用旋輪從筒形坯料翻邊處沿筒體徑向向外對法蘭翻邊進行對輪旋壓成形，將法蘭翻邊減薄；

第六步，將自動脹形夾具的夾緊力卸除，得到最終成形好的大翻邊薄壁法蘭。

所述的自動脹形夾具在整個成形過中帶動筒形坯料進行旋轉，轉速可控。

所述的自動脹形夾具由錐齒輪、絲杠和卡爪組成，錐齒輪和絲杠由伺服電機進行直驅，帶動卡爪進給相同的距離，從而實現自動脹形夾具的脹形與筒形坯料的夾緊。

所述的雙輥夾持旋壓用旋輥只對厚壁的筒形坯料進行預成形，翻邊角度小于90°，在不發(fā)生起皺開裂的前提下，使預成形工件獲得足夠大的翻邊長度。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明一種大尺寸法蘭雙輥夾持擴旋與對輪強力旋壓復合成形工藝，解決了大尺寸薄壁法蘭成形過程中容易出現的起皺、開裂問題，工序少，簡單易行，生產效率高，整個成形過程可在同一裝置上一次成形，避免了重復裝夾定位對成形精度造成的影響。