大型薄壁零件旋压成形的坯料稳定性控制方法.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CN107913931A(43)申请公布日2018.04.17(21)申请号201610882967.6(22)申请日2016.10.10(71)申请人首都航天机械公司地址100076北京市丰台区南苑警备东路2号申请人中国运载火箭技术研究院(72)发明人杨国平李杰杨滨婷刘堂林(74)专利代理机构核工业专利中心11007代理人高安娜(51)Int.Cl.B21D22/16(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称大型薄壁零件旋压成形的坯料稳定性控制方法(57)摘要本发明属于塑性加工技术领域，具体公开了一种大型薄壁零件旋压成形的坯料稳定性控制方法，首先制备目标直径的圆形坯料，然后将芯模安装于旋压设备上，零件安装在芯模表面，芯模的底部加工两组沟槽，组成网格，之后安装圆弧旋轮，在坯料外部安装尾顶，最后旋压成形。在芯模底部加工出交叉网格，可明显增大失稳阻力，减小或消除坯料在旋压过程中相对芯模的转动，增加坯料的稳定性。在芯模底部及坯料相应位置加工出止转销钉孔，插入销钉，防止坯料在旋压过程中相对芯模的转动，有效增加坯料的稳定性，旋压过程中，控制旋轮进给比，有效控制旋压力，对整体失稳和局部失稳，均有有益影响。CN107913931ACN107913931A权利要求书1/1页1.一种大型薄壁零件旋压成形的坯料稳定性控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)旋压坯料准备制备目标直径的圆形坯料，坯料壁厚与孔直径比为0～0.6％；2)安装芯模将芯模(5)安装于旋压设备上，零件(3)安装在芯模(5)表面，使得芯模(5)在与零件(3)的接触面上延伸，将坯料与芯模(5)固定；芯模(5)的底部加工两组沟槽，组成网格；3)安装圆弧旋轮在零件外部安装圆弧旋轮，圆弧旋轮1的圆角半径为0.8～3.0倍的坯料厚度。圆弧旋轮1的轴线与芯模(5)轴线夹角在20～60°范围内；4)安装尾顶在坯料外部安装尾顶(8)，该尾顶(8)为台阶结构，台阶大端最薄处厚度为3～5mm；5)旋压成形将坯料(2)外表面涂抹润滑剂，启动旋压设备旋压成型。2.如权利要求1所述的大型薄壁零件旋压成形的坯料稳定性控制方法，其特征在于：所述的步骤1)中坯料加工有若干孔，步骤2)中将坯料与芯模利用定位销和止转销固定，定位销和止转销位于所述的孔内。3.如权利要求2所述的大型薄壁零件旋压成形的坯料稳定性控制方法，其特征在于：当坯料厚度不大于8mm时，定位销和止转销的销钉直径为8mm～10mm；当坯料厚度大于8mm时，定位销和止转销的销钉直径为坯料厚度的1.0～1.3倍；销孔孔缘至芯模外沿的距离为5～15mm。4.如权利要求1所述的大型薄壁零件旋压成形的坯料稳定性控制方法，其特征在于，所述的步骤2)中的芯模底部网格参数为：两组沟槽夹角为60°～80°，每组沟槽中沟槽数量为3～5条，沟槽深度0.5～1mm，宽度4～10mm，沟槽间距4～10mm。5.如权利要求1所述的大型薄壁零件旋压成形的坯料稳定性控制方法，其特征在于，所述的步骤5)中的润滑剂为MoS2+黄油。6.如权利要求1所述的大型薄壁零件旋压成形的坯料稳定性控制方法，其特征在于，在所述的步骤5)中：零件(3)的半锥角大于30°时，采用剪切旋压成形，圆弧旋轮1的进给比为0.8～2.0mm/rev。零件(3)的半锥角小于30°时，采用普通旋压成形，旋轮进给比为2～10mm/rev。2CN107913931A说明书1/3页大型薄壁零件旋压成形的坯料稳定性控制方法技术领域[0001]本发明属于塑性加工技术领域，具体涉及一种针对薄壁零件旋压成形工艺中的坯料稳定性控制方法。背景技术[0002]在运载火箭或导弹的结构制造技术中，采用旋压成形制造大型贮箱(直径2.5～3.5m，壁厚为2mm～5mm)的球形、椭球形、似锥形等封头型面的箱底壳体，是箭(弹)结构的贮箱制造技术发展方向之一。采用该技术，可改变我国当前贮箱壳体制造的可靠性裕度不足、低效率成本高的现状：采用瓜瓣、顶盖或其他结构拼焊。因焊缝长度很长、结构复杂，对质量控制和可靠性保证带来较大的影响。显然，采用整体制造技术，将尽可能多的零件或部件制造为无焊缝的整体零件，质量控制更加容易，性能可靠性也将得到显著提升，整体制造技术是航天重要结构件制造的发展趋势。[0003]以圆形平板为坯料，采用旋压成形技术旋制球形、椭球形、似锥形结构的箱底壳体，旋压过程中容易出现坯料不稳定的现象，这将明显影响旋压成形精度。在旋压过程中，坯料稳定性对产品成形型面精度有重大影响。如果坯料不稳定，旋压进给比将出现明显的波动，旋压过程中各个区域的变形量不能相互协调，将导致成形产品精度和表面质量显著下降。直径越大，壁厚越薄，旋压坯料的稳定性问题就凸显出