[发明专利]带环向加强筋曲母线薄壁壳体的整体旋压成形方法

说明书

本发明提供一种带环向加强筋曲母线薄壁壳体的整体旋压成形方法，所述壳体由管坯通过所述成形方法加工而成，所述壳体包括曲母线筒段和直筒段，所述曲母线筒段上设置有环向加强筋，所述成形方法包括如下步骤：1)准备管坯；2)去应力处理；3)强力旋压，3.1确定管坯上的起旋位置和终旋位置；3.2确定强力旋压的道次数，完成强力旋压轨迹设计；3.3安装管坯；3.4以强力旋压轨迹为基础设计强力旋压程序，启动强力旋压程序开始强力旋压，直至完成该道次的强力旋压；3.5重复步骤3.4，经过多道次强力旋压后完成强力旋压成形过程，得到具有阶梯厚度的管坯半成品；4)收口旋压。本发明通过上述技术方案大幅节省了模具投入及维护保养等费用，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及旋压成形技术领域，特别涉及一种带环向加强筋曲母线薄壁壳体的整体旋压成形方法。

背景技术

曲母线薄壁壳体是航空航天领域的一种典型金属结构件，目前针对这类产品主要采用精密铸造的方式进行批量生产。但当产品要求具有环向加强筋结构时，精铸工艺不仅后续车削加工余量大，材料利用率低，而且生产效率无法保证。旋压是曲母线型回转壳体的主要成形方法，采用强力旋压工艺，可以将短且厚的管坯旋制成长且薄的管坯半成品；在此基础上，再通过收口旋压工艺，可以将管坯的局部成形出满足设计型面要求的曲母线回转体。

强力旋压又称变薄旋压，强力旋压是在普通旋压基础上发展起来的一种近无余量加工方法，其实质为利用旋压辊子加高压于坯料，旋转坯料借助外力沿成形模具进行局部逐渐辗压产生塑性变形而变薄，从而得到高精度薄壁回转体零件。

收口旋压是在旋压技术的基础上，针对有封底或半封底要求的产品而衍生出来的一种特殊旋压方法，加工过程中旋轮按照事先设定的复杂运行轨迹对加热至软化温度的材料进行辗压，使之外轮廓呈现出半球、椭球及其它各种曲母线等形状的型面。

目前，强力旋压制备带环向加强筋曲母线薄壁壳体通常需采用分瓣模具。为了成形出曲母线舱段，分瓣模具外表面需加工成能与曲母线内壁贴合的曲面，加工难度大且成本昂贵。此外，分瓣模具的装、卸过程十分繁琐，瓣与瓣之间的装配精度要求极高，否则会影响产品曲母线舱段的内表面精度。采用分瓣模具制备的曲母线舱段，旋压后的内表面通常需要进行机加才能满足设计要求。上述因素导致这种落后的方法无法适用于低成本、大批量的工程化生产。因此，采用分瓣模具的强力旋压是一种较为落后的生产手段。

此处的“机加”是指采用分瓣模具制备的曲母线舱段内表面往往留有很大的加工余量，机加过程需要通过复杂的走刀轨迹将内型面加工出来，而且还要辅以工装防止大切削量的机加变形。

针对带环向加强筋曲母线薄壁壳体这类典型产品的批量生产，在适用于快速制备薄壁筒形件的强力旋压基础上，结合收口旋压在制备曲面薄壁舱段方面的便捷性，将是一种行之有效的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带环向加强筋曲母线薄壁壳体的整体旋压成形方法。该方法结合强力旋压和收口旋压两种旋压工艺，在整个加工过程中只使用一根强旋模具，即可实现带有环向加强筋薄壁曲母线回转壳体的一体化制备，避免采用常见的分瓣模具来成形加强筋的落后手段，显著提高了生产效率和精度，降低了生产成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：