[发明专利]带球形封头变截面圆筒工件的整体旋压加工方法有效

专利信息
申请号: 202210457685.7 申请日: 2022-04-27
公开(公告)号: CN114769405B 公开(公告)日: 2023-07-21
发明(设计)人: 白小雷;曹学文;杨延涛;牟少正;郑正宇;孙于晴;肖立军;张岩;方拓;张俊杰 申请(专利权)人: 西安航天动力机械有限公司
主分类号: B21D22/16 分类号: B21D22/16;B21D37/04
代理公司: 西北工业大学专利中心 61204 代理人: 慕安荣
地址: 710025 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 球形 封头变 截面 圆筒 工件 整体 加工 方法
【权利要求书】:

1.一种带球形封头变截面圆筒工件的整体旋压加工方法,其特征在于,具体过程是:

步骤1、工装准备:

采用三个旋轮正向错距旋压;

要准备的工装包括旋压芯模和旋轮;

所述旋压芯模由与旋压机安装的连接段和实施旋压过程的工作段组成;其中的工作段由直段和端头球头组成,

旋轮:采用三个旋轮旋压,分别为A旋轮、B旋轮和C旋轮;

步骤2、旋压毛坯的制备:

对筒状的毛坯锻件进行热处理,使其硬度满足HRC≤36;

车加工该经过热处理的毛坯锻件,得到圆筒状的旋压毛坯;

步骤3、确定各道次旋压工艺参数:

所述各道次旋压工艺参数包括各旋轮的旋压减薄率、各旋轮与芯模表面之间的间距、旋压机主轴转速和进给比;

Ⅰ确定第一道次开坯旋压的工艺参数:

ⅰ确定第一道次开坯旋压的减薄率;所述第一道次开坯旋压的减薄率为51%;根据确定的减薄率确定减薄量;确定的减薄量与总回弹量之和为该第一道次开坯旋压的总减薄量;

按确定的总减薄量依次分配所述A旋轮、B旋轮、C旋轮的减薄量;

ⅱ确定的旋压机主轴转速;

ⅲ确定的进给比;

Ⅱ确定第二道次旋压的工艺参数:

所述第二道次旋压中需一次成形圆筒的薄壁段和厚壁段;根据该圆筒工件的设计要求,所述薄壁段与厚壁段之间通过过渡段衔接,所述过渡段的外圆周表面为斜面;

在第二道次旋压时,先成形薄壁段后成形厚壁段;

所确定的第二道次的工艺参数包括第二道次的旋压减薄率、各旋轮与芯模表面之间的间距、旋压机主轴转速和进给比,以及第二道次旋压起旋旋轮运动轨迹和旋压成形过渡段时各旋轮的运动轨迹;

ⅰ确定第二道次旋压的减薄率;在该第二道次中,所述薄壁段的减薄率为69%;

根据确定的减薄率确定该薄壁段的减薄量;所述厚壁段的减薄率为54%,根据确定的减薄率确定该厚壁段的减薄量;

各所述薄壁段的减薄量与回弹量之和为该薄壁段的总减薄量;各所述厚壁段的减薄量与回弹量之和为该厚壁段的总减薄量;

按确定的总减薄量依次分配所述A旋轮、B旋轮、C旋轮的减薄量:

所述A旋轮在该薄壁段的减薄量与厚壁段的总减薄量均为35%、所述B旋轮在该薄壁段的减薄量与厚壁段的总减薄量均为35%、所述C旋轮在该薄壁段的减薄量与厚壁段的总减薄量均为30%;

ⅱ确定的旋压机主轴转速;

ⅲ确定的进给比;

ⅳ确定第二道次旋压起旋旋轮运动轨迹:

旋压时,所述A旋轮与B旋轮均从所述旋压毛坯的球形封头一端沿圆弧轨迹运动入旋;所述C旋轮从该球形封头的外圆表面切入进轮,并使C旋轮运动轨迹圆弧与球形封头过渡圆弧相切;

ⅴ确定旋压成形过渡段时各旋轮的运动轨迹;

在薄壁段向厚壁段过渡旋压成形时,即旋压成形所述过渡段时,所述三个旋轮的运动轨迹均由三个旋轮与芯模表面之间的间距确定;

所述总回弹量为工艺系统的回弹量与材料的回弹量之和;

步骤4、两道次连续错距正旋成形:

正旋时,旋轮从毛坯起旋过渡段处向毛坯开口端旋压;

所述三个旋轮沿旋压毛坯的周向120°均匀分布,三个旋轮前后分布顺序依次为A旋轮、B旋轮、C旋轮,并使A旋轮距离与主轴箱的距离最近、C旋轮与主轴箱的距离最远,B旋轮居中;所述A旋轮与B旋轮的轴向错距量ZAB=6mm,B旋轮与C旋轮的轴向错距量ZBC=4mm,并在整个旋压过程中保持三个旋轮的错距量;

安装工装;

启动旋压机,按照确定的各道次的旋压参数进行两道次连续三个旋轮错距正旋压成形;

在进行第一道次开坯旋压时,所述各旋轮按照第一道次确定的旋轮与芯模之间的间距从毛坯直段斜面入旋,开始第一道次旋压成形;

当第一道次旋压成形完成后,所述各旋轮回到旋压毛坯的球形封头一端;启动旋压机,进行第二道次的旋压成形;

完成两道次连续三个旋轮错距正旋压后,得到旋压成形的圆筒工件的半成品;

步骤5、精加工:

对得到的圆筒工件的半成品进行精加工,得到带球形封头变截面圆筒工件;

至此,完成了带球形封头变截面超高强度钢圆筒整体旋压加工。

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