[發明專利]薄壁回轉體零件對輪旋壓和雙輥夾持旋壓的復合成形方法

在審

• 申請號: 202110756976.1
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113399529A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 范淑琴;徐洪忠;趙升噸;張昊天;李國武;孫曉佳
• 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

一種薄壁回轉體零件對輪旋壓和雙輥夾持旋壓的復合成形方法，先對厚壁無縫管坯料進行對輪旋壓得到無縫薄壁圓筒件坯料，然后采用雙輥夾持旋壓成形出復雜型面部位；對輪旋壓時工件變形對稱，應力狀態得到改善，尺寸精度提高，并且可消除縱向焊縫，不同規格的零件也無需更換芯模，設備成本低；成形具有成形載荷小，尺寸精度、表面質量、材料利用率和加工效率高的優點。

技術領域

本發明涉及薄壁回轉體零件的塑性成形技術領域，尤其涉及一種薄壁回轉體零件對輪旋壓和雙輥夾持旋壓的復合成形方法。

背景技術

在工業生產過程中，帶有復雜型面薄壁回轉體零件被廣泛應用到各個領域，例如聚風型風力發電機用聚風罩、通風設備的風機殼、集風器、風筒等。一種雙輥夾持旋壓成形工藝非常適用于成形復雜型面薄壁回轉體零件，該工藝屬于普旋的范疇，因此它具有普旋的成形力小、設備成本低、零件機械強度高，表面質量好優點。采用一對圓柱體旋輥，對板料進行對稱夾持，板料在壓應力作用下旋壓，板厚方向承受足夠大的壓力，不易起皺，相比普通旋壓而言雙輥夾持旋壓成形件的尺寸精度得到進一步的提高。成形時板料與旋輥為線接觸，載荷作用面積大，每道次的變形程度大，旋壓生產效率高。雙輥夾持旋壓成形工件的形狀與芯模的外形輪廓無關，而是由旋輥的運動軌跡決定的，屬于無模、柔性旋壓成形。可解決傳統沖壓、分瓣、焊接、打磨等加工方式存在的工序復雜、零件精度低、表面質量差、材料利用率低的缺點。

但是該成形方法在筒坯制備過程中通常采用的是卷焊的方式，卷焊加工之后會留下縱向焊縫，影響外觀質量，并且在后期的旋壓過程中有可能會在焊縫處產生開裂，導致無法成形出合格的零件。中國發明專利(申請號：CN201811027297.5)公開了一種流動旋壓和雙輥夾持旋壓加工的復合成形方法，該復合成形方法解決了薄壁回轉體零件采用雙輥夾持旋壓成形加工時，卷焊制坯過程中存在焊縫的問題，但是流動旋壓加工過程中需要用到芯模，且加工不同尺寸的坯料時需要更換不同的芯模，工藝比較繁瑣，芯模成本較高。因此，現在迫切需要一種帶有復雜型面薄壁回轉體零件的新型制造工藝。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種薄壁回轉體零件對輪旋壓和雙輥夾持旋壓的復合成形方法，對輪旋壓時無需更換芯模，設備成本低；具有成形載荷小，尺寸精度、表面質量、材料利用率和加工效率高的優點。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種薄壁回轉體零件對輪旋壓和雙輥夾持旋壓的復合成形方法，先對厚壁無縫管坯料進行對輪旋壓得到無縫薄壁圓筒件坯料，然后采用雙輥夾持旋壓成形出復雜型面部位；具體包括以下步驟：

第一步，將厚壁無縫管坯料3夾持于旋壓機的第一內脹式夾具2上，用旋輪組4的內外旋輪將厚壁無縫管坯料3夾持住；

第二步，啟動旋壓機的主軸1，主軸1通過第一內脹式夾具2帶動厚壁無縫管坯料3進行轉動，旋輪組4的內外旋輪從厚壁無縫管坯料3端部開始進行自下而上的運動，厚壁無縫管坯料3的材料反方向流動，進行反旋成形；旋輪對厚壁無縫管坯料3進行多道次旋壓，成形出無縫薄壁圓筒件坯料6；

第三步，撤離旋輪組4，取出無縫薄壁圓筒件坯料6；

第四步，通過第二內脹式夾具5將無縫薄壁圓筒件坯料6裝夾固定在主軸1上；

第五步，通過雙輥夾持旋壓用旋輥組7夾持無縫薄壁圓筒件坯料6進行雙輥夾持旋壓成形，控制旋輥的運動軌跡成形出所需的復雜型面；

第六步，撤離雙輥夾持旋壓用旋輥組7，將第二內脹式夾具5的夾緊力卸除，得到最終成形好的帶有復雜型面薄壁回轉體零件。

所述的旋輪組4在對厚壁無縫管坯料3進行對輪旋壓加工的過程中，通過控制旋輪組4的徑向運動以及夾緊力能夠得到所需直徑和壁厚的無縫薄壁圓筒件坯料6。

所述的第二內脹式夾具5在雙輥夾持旋壓過程中帶動無縫薄壁圓筒件坯料6進行旋轉，直徑和轉速可調。