[发明专利]一种薄壁曲母线形零件的旋压成形方法

说明书

本发明涉及一种薄壁曲母线形零件的旋压成形方法，该成形方法以厚壁筒形件为毛坯，经过回程旋压和分段成形后，利用两旋轮同步进给推动零件向前移动脱离旋压模具实现卸料，实现了薄壁曲母线形零件的一次旋压成形，减少模具数量，减少旋压成形次数，减少工人劳动强度，从而达到降低加工成本，缩短生产周期，提高生产效率，提高零件成形精度的目的，同时也解决了薄壁曲母线形零件卸料难的技术难题。

技术领域

本发明涉及一种金属塑性成形方法，具体涉及一种薄壁曲母线形零件的成形方法，属于金属塑性成形技术领域。

背景技术

薄壁曲母线形零件是半锥角不断变化的锥筒，在工业生产特别是在航空航天等领域有着广泛的应用，如飞机副油箱、发动机罩、导弹制导舱、大型运载火箭发动机喷管。随着航空航天领域的发展，对大型运载火箭、远程导弹、大容量副油箱等装备的需求日益迫切，对加工薄壁曲母线形零件工艺方法的研究越来越紧密。

薄壁曲母线形零件的成形工艺一般为旋压成形、卷焊、液压成形、爆炸成形、橡胶胀型等软模（半模）柔性成形工艺。旋压成形技术是一种综合了锻造、拉伸、弯曲、轧制和滚压等工艺特点的少无切削加工的先进制造技术，借助旋轮的进给运动，加压于随芯模沿同一轴线旋转的金属毛坯，使其产生连续的局部塑性变形而成为所需的空心回转体工件。相比液压成形等成形工艺，旋压成形工艺有显著的特点：整体成形，成形的零件没有焊缝；有效提高零件的强度、硬度、抗疲劳性能；属无切削加工，节省材料；成形零件的精度高；可加工带内筋或变壁厚零件。

采用旋压成形的薄壁曲母线形零件的工艺方法通常是以厚板为毛坯，经过多道次强力旋压辅助以普通旋压成形得到所需型面零件。采用厚板材为毛坯旋压成形的薄壁曲母线形零件存在如下问题：

（1）毛坯直径大于零件最大直径，所加工零件尺寸受现有加工能力（最大毛坯的直径及厚度）限制；

（2）每道次旋压的壁厚、锥角有严格的要求，误差不能太大，否则会给后续工序乃至最终产品带来严重影响；

（3）零件半锥角小，材料贴膜后卸料困难。

（4）多道次旋压成形，每道次之间需进行退火处理，加工周期较长；

（5）工件经多次装卸，安装定位误差大，影响工件尺寸精度；

（6）模具数量多，成本高；

（7）曲母线形零件半锥角变化范围及零件材料的极限减薄率对应的极限半锥角是零件旋压成形工艺设计的两个主要依据，零件半锥角变化范围或材料极限半锥角越大，旋压成形过程中所需强力旋压次数越多，工序越复杂。

发明内容

针对采用厚板材旋压成形薄壁曲母线形零件的工艺方法存在的不足之处，本发明提出一种薄壁曲母线形零件的成形方法，实现薄壁曲母线形零件的一次旋压成形，减少模具数量，减少旋压成形次数，减少工人劳动强度，从而达到降低加工成本，缩短生产周期，提高生产效率，提高零件成形精度的目的，同时也解决了薄壁曲母线形零件卸料难的技术难题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下方案实现：

一种薄壁曲母线形零件的旋压成形方法，其特征在于：该成形方法以厚壁筒形件为毛坯，一次旋压成形，旋压完成后，利用两个旋压推动工件脱模卸料，具体包括下述步骤：

（1）毛坯的安装

根据体积不变原理，结合预成形薄壁曲母线形零件尺寸计算厚壁筒形件毛坯尺寸，厚壁筒形件毛坯内径略大于旋压模具大端直径，确保毛坯在旋压模具上能够顺利装卡到位，通过螺钉将毛坯与旋压模具大端固定在一起，防止旋压过程中毛坯与旋压模具发生相对滑动；

（2）回程旋压

采用回程旋压的成形方式从大端向小端逐渐旋压成形，两旋轮同步进给，强力旋压与普通旋压相结合，毛坯既发生厚度变化又发生形状变化；