[发明专利]多角度锥形筒体旋压成型方法

说明书

本发明公开了一种多角度锥形筒体旋压成型方法，采用多角度锥形筒体反向复合旋压成型，将两段或多段多角度锥形筒体一体化成形，比传统的分件焊接、机加、组焊成形工艺方法加工效率大幅度提高，加工成本大幅度降低，满足了圆度要求，并有效提高加工效率；消除了分件焊接成形纵焊缝对接处形成的直边缺陷，也消除了对接环焊缝处内型面环焊缝容易凹陷问题，有效提高多角度锥形筒体的整体加工精度、外观质量和内部质量。

技术领域

本发明涉及金属材料旋压成形加工技术领域，具体地指一种多角度锥形筒体旋压成型方法。

背景技术

装药体壳体是战斗部主装药的结构件，由前框组件、蒙皮、后框分件加工后组焊而成。其中，蒙皮是装药体壳体中的重要件，一般由两段或多段不同角度的锥筒组成，即多角度锥形筒体，其尺寸精度、圆度等指标直接决定装药体壳体的装药量和战斗部质量。

传统的蒙皮成型工艺方法是：首先采用钢板下料成扇形料，然后镗加工纵焊缝焊接坡口，通过三轴辊设备卷形滚圆，对接面清理后采用自动氩弧焊成单段锥形筒体，然后对纵焊缝进行X光检测，检测合格后车加工两端对接面，化学清洗后，组焊成多角度锥形筒体变角度蒙皮。该成型方法存在以下缺点：

1)工序长，效率低。加工流程复杂，先后经过下料、镗坡口、滚圆、清理(含化学清理和机械清理)、焊接、X射线检测、车加工成形，然后再环缝焊接和X射线检测。尤其繁琐的是铝合金材料极易氧化，所以焊前还必须执行清理工序，清除焊接区和焊丝表面的氧化膜和油污等杂质。清理工序一般采用化学清理(即碱洗)和机械清理两种方法。化学清理后，还要用不锈钢丝刷或刮刀对焊接区清理至露出金属光泽。综上所述，蒙皮成形需要十几道工序，加工效率非常低。

2)焊缝多，圆度差。单段蒙皮零件有纵焊缝，对接处成形误差大形成直边；另外单段蒙皮零件焊成蒙皮有环焊缝，对接环焊缝处内型面焊缝容易凹陷。因此，三条或多条焊缝严重影响蒙皮的整体圆度等形状精度。

发明内容

本发明的目的就是要针对传统加工方法的不足，提供一种解决纵焊缝对接处成形误差大形成直边、对接环焊缝处内型面焊缝容易凹陷问题的多角度锥形筒体旋压成型方法。

为实现上述目的，本发明所设计的多角度锥形筒体旋压成型方法，包括如下步骤：

1)将铝合金坯料整体锻造形成圆筒形状粗坯料，对圆筒形状粗坯料进行机加并退火形成旋压坯料，旋压坯料的内径略大于直筒旋压芯模外径；由于铝合金的热膨胀系数在1.881×10^-5/℃～2.36×10^-5/℃之间，旋压坯料在旋压之前需要加热到250～300℃左右，热膨胀量约在5.64×10^-3mm～7.08×10^-3mm之间；

2)直筒反向强力热旋压成形直筒坯料：a)安装直筒旋压芯模和直筒旋压旋轮，并将防转齿通过螺栓安装在直筒旋压芯模的端部，然后使用两把丙烷烤枪对直筒旋压芯模、直筒旋压旋轮及防转齿均匀预热，预热温度为250～300℃；b)将旋压坯料的一部分套入直筒旋压芯模上，然后加热旋压坯料直旋压坯料膨胀，然后将膨胀后的旋压坯料推入直筒旋压芯模；c)旋压前，使用两把丙烷烤枪对旋压坯料预热后进行反向强力旋压多道次成形直筒坯料；其中：预热温度为250～300℃，加热时，直筒旋压芯模匀速转动，转速50rpm；且根据所需成型零件的外形尺寸，来确定道次数量、每道次压下量、旋轮进给速率、主轴转速等旋压参数，为防止产生堆料，也可以采取双旋轮错距旋压；其中，防转齿内径应略大于直筒旋压芯模外径，在防转齿壁上加两个M16螺纹孔，用于安装固定在直筒旋压芯模上；

3)完成步骤2)后将直筒旋压旋轮拆下，换上车刀车除直筒坯料上的工艺夹头，然后用航空洗涤汽油清洗直筒坯料表面油污；然后将直筒坯料拆下直筒旋压芯模后进行应力退火，消除残余、细化直筒旋压坯料晶粒，进一步均匀材料组织和成分，减小旋压裂纹和变形倾向；