一种带内外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CN109794538A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201711136257.X(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.B21D22/16(2006.01)B21D22/18(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称一种带内外环加强筋的筒体内旋压成形方法(57)摘要本发明提出一种带内外环加强筋的筒体内旋压成形方法，采用内旋压技术结合张力旋压技术，实现了内、外环向加强筋在同一个模具、同一次旋压过程中一次成形，彻底解决了采用内强力旋压或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；本发明通过增加了轴向牵引运动使其与旋轮轴向运动相互独立，实现了旋压位置的任意选择和旋压轨迹的优化配合，从而使任意位置的外环向加强筋和内环向加强筋可以轻松成形，还可以连续成形多个外环向加强筋和多个内环向加强筋，大大提高了工艺的适应性，实现了现有工艺无法实现的产品结构。CN109794538ACN109794538A权利要求书1/2页1.一种带内外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、蒙皮与内加强筋过渡段、内加强筋段和外加强筋段；第四步，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，阶梯模具(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阶梯模具(3)内，阶梯模具由外加强筋部分和外直线段部分组成；A4.2、加工入旋段，入旋段在阶梯模具的外直线段部分采用内旋压；A4.3、加工定位段，定位段在阶梯模具的外直线段部分采用内旋压；A4.4、蒙皮段或内加强筋段加工，蒙皮段和内加强筋段在阶梯模具的外直线段部分采用张力旋压加工，张力旋压是指旋轮机构轴向静止，牵引机构牵引毛坯沿与主轴相反方向轴向运动，旋轮设备采用内旋工艺旋压；A4.5、蒙皮与内加强筋过渡段加工，蒙皮与内加强筋过渡段在阶梯模具的外直线段部分进行采用张力旋压加工，蒙皮加强筋过渡段采用斜坡式轨迹；A4.6、外加强筋段加工，外加强筋段由外加强筋入旋段、外加强筋定位段、外加强筋主体段和外加强筋后定位段组成，外加强筋段在阶梯模具的外加强筋部分进行旋压，外加强筋入旋段、外加强筋定位段和外加强筋后定位段采用内旋工艺旋压，外加强筋主体段采用张力旋压加工；A4.7、根据带内外加强筋筒体最终产品的结构，重复步骤A4.2～A4.6直至完成整个带内外环加强筋筒体成形；第五步，对第四步旋压成形的带内外环加强筋筒体进行机加和热处理。2.根据权利要求1所述的一种带内外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、确定毛坯厚度t1，确定依据包括外加强筋段旋压时减薄率和蒙皮段和内加强筋段减薄率分配，外加强筋段旋压时减薄率大于12％，蒙皮段和内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，内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；A2.2、确定毛坯的理论长度L，根据带内外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2CN109794538A权利要求书2/2页不变原则得到毛坯理论长度，毛坯的外凸工艺环一端安装定位余量，另一端预留工艺余量；A2.3、利用公式确定毛坯外径φD，其中ΦD1为带内外环加强筋筒体最终产品的外径，ε为旋压胀径量，为毛坯与阶梯模具外直线段部分的间隙。3.根据权利要求1所述的一种带内外环加强筋的筒体内旋压成形方法，其特征在于：所述步骤A4.1中的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