[发明专利]带筋长筒构件加工的多阶段展成旋压成形装置及加工方法

说明书

本发明提供了一种带筋长筒构件加工的多阶段展成旋压成形装置及加工方法，包括：坯料固定装置、成形辊轮装置、径向进给装置、主轴旋转装置和轴向进给装置；所述坯料固定装置一侧安置所述轴向进给装置，所述主轴旋转装置安装在所述坯料固定装置上方，所述主轴旋转装置顶端通过所述轴向进给装置固定连接，所述成形辊轮装置安装在所述主轴旋转装置上，所述成形辊轮装置内安装所述径向进给装置。与传统旋压成形工艺相比，本装置克服了其只能一次成形带筋筒形件、必须有与带筋筒形件对应的模具等缺点，降低了生产制造成本。

技术领域

本发明涉及带筋筒形件制备领域，具体地，涉及带筋长筒构件加工的多阶段展成旋压成形装置及加工方法。

背景技术

带筋筒形件在高音速飞行器与火箭燃料贮箱等航空航天重大装备工业领域有着广泛的应用，该类构件多服役于极端的工作环境，具有高承载、高精度、轻重量、高可靠性等特点。

现有带筋筒形件的成形制造方式有：铣削加工、化学铣切、加强筋与筒体焊接和旋压成形四种工艺，但四种工艺均存在一定不足。通过机械铣削再滚弯加工出的带筋筒形件加工周期长、成本高、材料利用率低，且在滚弯阶段薄壁处易出现凸起等缺陷，难以保证成形精度；通过化学铣切加工出的带筋筒形件筋条根部存在半径与加工深度相近的圆角，导致加工出的带筋筒形件精度低，难以满足服役要求；加强筋与筒体焊接而成的带筋筒形件由于焊缝处强度较低，会降低零件的可靠性；传统旋压成形带筋筒形件具有材料利用率高、效率高等优点，但其只能一道次成形，对成形条件有较高的要求，且针对不同带筋筒形件需要不同模具，成本较高，普遍适用性较低。对于带筋长筒构件，传统旋压成形随筒段长度增加扩径现象愈发明显，致使成形精度下降。

综上所述，面对日趋复杂和多样化的带筋筒形件，新型成形工艺的发展尤为重要，而现有的带筋筒形件成形工艺都存在一定的局限性，因此，新工艺新技术的提出就变得十分迫切。

专利文献CN109940079A公开了一种提高带内筋筒形件旋压成形内筋充填高度的方法及装置，在现有的带内筋筒形件旋压芯模上增加一个固定环和一个轴向约束环，固定环与旋压芯模采用螺纹固连；支撑杆一端与轴向约束环上的轴向螺纹通孔采用螺纹固连，另一端穿过固定环上的轴向通孔，并可以在旋压成形过程中与轴向限制环一起沿芯模轴向移动，在带内筋筒形件旋压成形过程中，工件自由端伸长并带动轴向约束环和支撑杆向固定环移动，使得支撑杆上的压缩弹簧被压缩，进而给工件自由端提供反方向的轴向力，增加了材料轴向流动的阻力,同时轴向约束环有直径略大于旋压工件外径的圆形凹槽，限制了材料沿径向扩张。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种带筋长筒构件加工的多阶段展成旋压成形装置及加工方法。

根据本发明提供的一种带筋长筒构件加工的多阶段展成旋压成形装置，包括：坯料固定装置、成形辊轮装置、径向进给装置、主轴旋转装置和轴向进给装置；

所述坯料固定装置一侧安置所述轴向进给装置，所述主轴旋转装置安装在所述坯料固定装置上方，所述主轴旋转装置顶端通过所述轴向进给装置固定连接，所述成形辊轮装置安装在所述主轴旋转装置上，所述成形辊轮装置内安装所述径向进给装置。

优选地，所述坯料固定装置包括：底座、套筒和顶盖；

所述套筒底端固定安装所述底座，所述套筒顶端固定安装所述顶盖。

优选地，所述轴向进给装置包括：滑轨、丝杠、轴向进给伺服电机和主轴固定装置；

所述滑轨竖直安置在所述套筒一侧，所述滑轨内部设置滑槽；

所述丝杠竖直安装在所述滑槽中；

所述滑轨一端安装所述轴向进给伺服电机，所述轴向进给伺服电机连接所述丝杠并驱动所述丝杠转动；

所述主轴固定装置设置为长板状，所述主轴固定装置一端螺纹连接所述丝杠并通过所述丝杠带动沿所述丝杠轴向滑动；