[发明专利]一种对轮错距反向旋压的方法

说明书

一种对轮错距反向旋压的方法，采用2～4对旋轮，并且成对的两个旋轮的攻角、工作圆角、退出角参数一致；每对旋轮中，内旋轮的中心与外旋轮的中心之间连线的中心点至毛坯轴线的距离均相同。本发明使毛坯径向方向的受力中心在同一半径的圆周上，避免了旋压力偏载造成毛坯料扭曲，保证了材料变形速率一致，材料能够稳定流动，轮旋压圆筒表面光滑，无堆积缺陷。对轮旋压与传统的有模旋压相比，分别由内外旋轮同时对坯料进行作用，加工效率较传统的有模旋压得到提升。本发明提高了对轮旋压加工效率，能有效解决对轮错距旋压的材料不稳定流动和旋压力不平衡的问题，能够进一步提升对轮旋压加工效率。

技术领域

本发明涉及旋压制造行业，具体是一种属于对轮旋压工艺的错距调整方法。

背景技术

对轮旋压方法是一种无芯模旋压技术，它在强力旋压基础上发展而来，用旋轮代替了传统芯模，采用一对或几对旋轮同时对坯料内外表面进行加工减薄，使其伸长成为薄壁筒形件。对轮旋压与有模旋压成形工艺相比，可灵活成形设备加工范围内的不同直径圆筒。由于不需模具，因而省去了制造模具的费用。加工直径大于φ2500mm的圆筒时，采用有模旋压是非常困难的，而对轮旋压方法在加工大直径圆筒方面有着独特优势。由于材料流动变形对称，残余应力可忽略不计，加工精度很高。由于旋轮成对出现，内外旋轮同时对坯料进行减薄，可实现单道次较大减薄率的冷加工变形。目前对轮旋压方法已成为美国及欧洲航天局制造各类大直径圆筒的最佳方法。国内在对轮旋压方面的工程应用较少，燕山大学分析了对轮旋压成形工艺的变形原理。华南理工大学分析了对轮旋压变形过程。航天科技集团四院7414厂对对轮旋压过程进行了有限元数值模拟分析，得到了其变形过程的应力-应变及工艺参数的变化规律，同时利用有限元分析的手段对对轮旋压工艺进行了一定的研究，设计制造了一套试验用工装。

错距旋压方法是一种高效的旋压成形工艺，错距旋压可以在一次旋压行程得到较大的壁厚减薄率。传统的有模错距旋压，旋轮在径向分层，轴向错距。径向分层指每个旋轮与芯模的最小间隙不同。轴向错距是指根据旋轮与芯模间隙由小到大，旋轮依次沿轴向进给方向错开一定的距离。错距参数会影响到材料的顺利流动和旋压件质量。错距值太大会出现多头螺纹轨迹，影响母线的直线度，甚至使旋压工件产生扭曲失稳。错距值太小时，各旋轮会产生干涉使旋轮承受的旋压力严重不均匀。

对轮旋压与传统的有模旋压相比，分别由内外旋轮同时对坯料进行作用，因此加工效率较传统的有模旋压得到提升。若进行错距旋压，由两对或两对以上的旋轮进行对轮错距旋压，将大大提升对轮旋压的加工效率。由于对轮旋压内表面无芯模的可靠支撑，仅靠内外旋轮进行力平衡，加之旋压加工过程材料逐点变形的特点，因此对轮错距旋压很容易产生旋压力不平衡，造成无法加工。目前对轮错距旋压工艺也未见相关资料和文章报道。

申请号为201510939283.0的专利阐述了一种异步错距旋压加工方法，其错距通过前后旋轮的进给速度不同实现。该方法中，由于两旋轮间异步旋压，使得两旋轮间变形区的拉力出现变形失稳现象。

发明内容

为克服现有技术中存在的易产生旋压力不平衡和变形失稳现象的不足，本发明提出了一种对轮错距反向旋压的方法。

本发明的具体过程是：

步骤1：制备薄壁筒形件的旋压毛坯。

步骤2：旋压前将旋压毛坯放到循环箱式加热炉内进行加热至250℃，使旋压毛坯内外层温度均匀。

步骤3：安装旋压毛坯：安装时，旋压机床主轴花盘装卡旋压毛坯的一端，使该旋压毛坯的一端为固定端，另一端为自由端。以所述的自由端为起旋端。

步骤4：安装R6/20°旋轮，旋轮退出角为30°，所述的旋轮有2～4对；每对旋轮均由一个内旋轮和一个外旋轮组成；所述内旋轮和外旋轮的攻角、工作圆角、退出角参数相同。所述的2～4对旋轮分别位于旋压毛坯两侧并相互对称。所述各对旋轮中的内旋轮均位于旋压毛坯内。每对旋轮中，内旋轮的中心与外旋轮的中心之间连线的中心点至毛坯轴线的距离均相同。