[发明专利]一种带环向内加强筋筒体的制造方法

说明书

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种材料利用率高、生产效率高、产品质量好的带环向内加强筋筒体的制造方法，将坯料部分套装在芯模端部，驱动主轴转动并带动芯模、限位装置、坯料转动，在限位装置的阻挡与尾顶的轴向推动作用下，坯料的轴向长度变短，径向厚度增加，然后控制旋轮相对于坯料后端的端口处径向靠近并挤压坯料的端壁，在芯模端部环状凹槽的限位作用、尾顶的推力作用下，坯料后端的端口随旋轮径向进给而沿径向增厚填充并形成径向向内凸出的环向内加强筋，控制旋轮相对于初筒体轴向移动，当旋轮靠近至使筒体的壁厚达到预设值时，旋轮停止径向靠近并保持轴向移动以使筒体的壁厚均匀，从而得到带环向内加强筋的筒体。

技术领域

本发明属于精确塑性加工技术领域，具体涉及一种带环向内加强筋筒体的制造方法。

背景技术

钛合金作为一种重要资源金属，价格较为昂贵，具有比强度高、使用温度范围宽(-269～600℃)、抗蚀性、无磁性、低阻尼和高低温性能好等特性，能够满足航空、航天、兵器等薄壁壳体零件的结构轻量化需求，随着国民经济持续快速发展，中国对钛合金的需求量更是以每年20％～30％的速度增加。

目前，一端带环向内筋钛合金薄壁筒体制造方法主要是“锻件整体机加”和“环向内筋段整体机加+薄壁筒段旋压”两种方法，存在工艺不足如下：1.利用“锻件整体机加”方法获得一端带环向内筋钛合金薄壁筒体零件的主要工艺缺点为：(a)加工时大量的钛材被掏空，材料利用率低；(b)对于薄壁长筒体零件，整体机加工艺难度较大，产品精度不易保证，加工周期也较长；(c)材料纤维流线被切断，抗疲劳冲击性能较弱。2.利用“环向内筋段整体机加+薄壁筒段旋压”方法获得一端带环向内筋钛合金薄壁筒体零件的主要工艺缺点为：(a)虽然“薄壁筒段旋压”能够实现对锻件长度的节约，但由于环向内筋的存在，无法实现对锻件厚度的节约，加工时仍有较多的钛材被掏空，材料利用率相对较低；(b)通过机加获得的环向内筋段，材料纤维流线被切断，自身未通过旋压强化，抗疲劳冲击性能较弱。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种材料利用率高、生产效率高、产品质量好的带环向内加强筋筒体的制造方法。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种带环向内加强筋筒体的制造方法一种带环向内加强筋筒体的制造方法，包括以下步骤：

步骤1、将限位装置套接并固定在与主轴连接的芯模上，芯模端部设置与待制造筒体上的加强内筋形状适配的环状凹槽，将芯模进行预热并保持所述芯模的温度为500～550℃；

步骤2、将坯料部分套装在芯模端部，在坯料后端设置尾顶，在坯料侧面设置旋轮，旋轮可相对于坯料轴向和径向进给；

步骤3、驱动主轴转动并带动芯模、限位装置、坯料转动，加热坯料并使坯料温度保持在630～680℃范围内，推动尾顶相对于芯模轴向靠近，坯料的轴向长度变短，径向厚度增加，然后控制旋轮相对于坯料后端的端口处径向进给并挤压坯料，在芯模端部环状凹槽的限位作用、尾顶的推力作用下，坯料后端的端口随旋轮径向进给而沿径向增厚填充并形成径向向内凸出的环向内加强筋，从而得到带环向内加强筋的初筒体；

步骤4、控制限位装置沿模芯移动并远离初筒体，控制旋轮相对于初筒体轴向移动，初筒体在随芯模转动的同时沿芯模的外壁流动，初筒体的轴向长度变大，径向厚度减小；当旋轮靠近至使初筒体的壁厚达到预设值时，旋轮停止径向靠近并保持轴向移动以使初筒体的壁厚均匀，从而得到带环向内加强筋的筒体。

具体的，坯料为管材，通常直径在壁厚在6～12mm，长度在200～1000mm，内径与芯模外径预留有可以自由安装的间隙，通常为0.20mm～0.30mm；尾顶由设备油缸驱动，可以提供6t～10t的恒顶紧力；旋轮安装在设备旋轮轴上，可以绕旋轮轴随主轴作从动回转运动，也可以随旋轮轴作径向、轴向进给运动，本发明中主要是轴向进给运动，通常进给速度为100～300mm/min。