一种带内环加强筋的筒体内旋压成形方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109794533A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201711136275.8(22)申请日2017.11.16(71)申请人航天特种材料及工艺技术研究所地址100074北京市丰台区云岗北里40号院1-8(72)发明人王东坡马世成张月倩张晨汪宇羿赵文龙(51)Int.Cl.B21D22/14(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图7页(54)发明名称一种带内环加强筋的筒体内旋压成形方法(57)摘要本发明提出本发明提出一种带内环加强筋筒体的内旋压成形方法，采用内旋压技术结合张力旋压技术，通过内旋压的方式实现了加强筋的快速成形，解决了采用外强力旋压工艺成形而导致的必须采用分瓣模具、模具成本高、生产效率低等问题；本发明可实现在同一条轴线上实现两种轴向运动，为内旋压、张力旋压复合工艺采用牵引机构提供运动空间，实现了内旋压牵引机构和旋轮机构共轴线且相互独立运动，为实现复合旋压工艺提供了保证。CN109794533ACN109794533A权利要求书1/2页1.一种带内环加强筋的筒体内旋压成形方法，其特征在于，通过以下步骤实现：第一步，加工一端带有外凸工艺环的直筒形结构的毛坯；第二步，毛坯去应力处理；第三步，确定旋压轨迹，旋压轨迹包括入旋段、定位段、蒙皮段、加强筋段和蒙皮加强筋过渡段；第四步，复合旋压，A4.1、将经第二步处理的毛坯安装到旋压设备上，所述的旋压设备包括主轴箱(1)、模具传动筒(2)、旋轮机构、牵引机构(9)、压料环(10)和数控机床床身(11)，毛坯(5)通过压料环(10)安装在牵引机构(9)上，模具(3)安装在模具传动筒(2)内腔前端，牵引机构(9)带动毛坯轴向运动至模具内；A4.2、加工入旋段，牵引机构静止，旋轮机构向主轴方向运动，采用内旋工艺加工入旋段；A4.3、加工定位段，牵引机构轴向静止，旋轮机构向主轴方向轴向运动，采用内旋工艺根据带内环加强筋筒体最终产品第一段结构加工定位段；A4.4、蒙皮段或加强筋段加工，旋轮机构轴向静止，牵引机构牵引毛坯沿与主轴相反方向轴向运动，旋轮机采用内旋工艺和张力旋压工艺加工蒙皮段或加强筋段；A4.5、蒙皮加强筋过渡段加工，蒙皮加强筋过渡段采用斜坡式轨迹，旋轮机构轴向静止，牵引机构牵引毛坯沿与主轴相反方向轴向运动，旋轮机采用内旋工艺和张力旋压工艺加工蒙皮加强筋过渡段；A4.6、根据带内加强筋筒体最终产品的结构，重复步骤A4.4和A4.5直至完成整个带内环加强筋筒体成形；第五步，对第四步旋压成形的带内环加强筋筒体进行机加和热处理。2.根据权利要求1所述的一种带内环加强筋的筒体内旋压成形方法，其特征在于：所述第一步中毛坯结构通过以下步骤实现：A2.1、根据蒙皮段和加强筋段减薄率分配原则确定毛坯厚度t1，蒙皮段和加强筋段减薄率分配原则为蒙皮段减薄率不超过极限减薄率，加强筋段减薄率在保证充分胀径和贴模的同时提高蒙皮段减薄率、降低加强筋段减薄率，直至毛坯厚度统一；A2.2、确定毛坯的理论长度L，根据带内环加强筋筒体最终产品结构和步骤A2.1确定的毛坯厚度t1，依据旋压体积不变原则得到毛坯理论长度，毛坯的外凸工艺环一端预留安装定位余量，另一端预留工艺余量；A2.3、利用公式ΦD＝ΦD1-ε-ζ确定毛坯外径φD，其中ΦD1为带内环加强筋筒体最终产品的外径，ε为旋压胀径量，ζ为毛坯与模具间隙。3.根据权利要求1所述的一种带内环加强筋的筒体内旋压成形方法，其特征在于：步骤A4.1中所述旋轮机构包括旋轮头机构(4)、旋轮径向进给结构、旋轮臂(6)、旋臂座(7)和轴向进给结构，牵引机构(9)包括牵引机构转动体(901)、牵引机构转动体轴承(902)、牵引机2CN109794533A权利要求书2/2页构座(903)和牵引机构轴向进给结构，模具传动筒(2)安装在数控机床主轴上，模具(3)安装在模具传动筒(2)内腔前端，牵引机构转动体(901)通过牵引机构转动体轴承(902)安装在牵引机构座(903)内，牵引机构座(903)安装在数控机床床身(11)上，毛坯(5)通过压料环(10)安装在牵引机构转动体(901)上，牵引机构座(903)通过牵引机构轴向进给结构实现轴向运动，旋轮臂(6)后端与旋臂座(7)固连、前端与旋轮头机构(4)固连，旋轮径向进给结构安装在旋轮臂(6)内腔中，旋轮头机构(4)与旋轮径向进给结构连接，旋臂座(7)安装在数控机床床身(11)的上，与轴向进给结构连接。4.根据权利要求3所述的一种带内环加强筋的筒体内旋压成形方法，其特征在于：所述的旋轮头机构(4)由旋轮头主体(406)、楔铁(401)和三组周向均匀分布的旋轮组件组成，每组旋轮组件包括支撑滚动体(402)、旋轮(403)、连杆(404)