[发明专利]导弹战斗部壳体楔横轧盲孔轧制的成形工艺及装置

说明书

本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，提供了一种导弹战斗部壳体楔横轧盲孔轧制的成形工艺及装置，该装置包括两个芯棒、两个板式楔横轧模具和模具驱动单元；两个具有相向等速直线运动的模具布置在棒料径向，两个具有随动旋转运动的芯棒布置在棒料轴向两侧。该工艺包括：下料、设计芯棒及轧辊、实心圆棒料加热到设定变形温度、实心圆棒料被所述装置轧制成两个导弹战斗部壳体。本发明通过二次楔入实现总断面收缩率超过75％的剧烈塑性变形，先预成形盲孔光轴、再成形目标件，首次实现军品导弹战斗部壳体大断面收缩率带切断的楔横轧高性能高效轧制。本发明轧件无焊缝、轧制温降少及材料均匀性好，导弹战斗部壳体微观组织及力学性能显著改善。

技术领域

本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，特别涉及一种导弹战斗部壳体楔横轧盲孔轧制的成形工艺及装置。

背景技术

面对当前复杂国际形势，导弹头壳体作为国防、军工、航天航空类产品的重要组成部分，是国家军事领域不可替代的关键基础零部件，国富民强也必须依赖于军工产品的高性能与可靠性，因而对导弹头壳体的设计和制造要求越来越高。钻地导弹是一种携带侵彻战斗部，用于攻击机场跑道、地面加固目标、地下设施等目标的导弹。钻地弹头由载体和侵彻战斗部组成，其主要毁伤原理为采用延时引信，使搭载的侵彻战斗部在接触目标的瞬间不立即爆炸，而是滞后爆炸时间，待侵彻战斗部钻入被攻击目标后再发生爆炸，以增大爆炸威力和毁伤效果。

随着导弹末段速度不断提高，对战斗部壳体也提出了更高要求，要求具有更高强度、更高耐磨性以及更良好抗冲击能力。传统战斗部壳体采用锻造+焊接的制造方法，无法制造复杂的结构，焊接区域容易出现材料不均匀和应力集中等问题，限制了其性能的进一步提高。

带芯棒楔横轧工艺是一种先进的回转类零件成形工艺，与传统的锻造工艺、挤压工艺和机械加工工艺生产回转体比较，具有生产效率与材料利用率高、产品成形质量稳定、组织性能良好等优点，其通过内外协同轧制控制轧件性能，近些年在轻量化领域得到了广泛关注，被工业化应用于兵器，航空航天，船舶，化工、轻工业以及民用等多个领域。

以生产导弹头壳体为例，基于芯棒控制的楔横轧工艺主要有以下优点：一是采用芯棒作用内外协同轧制，采用大断面收缩率轧制增大塑性应变，从而显著提高空心管璧的材料性能；二是在楔横轧轧制速度快的工艺基础上，如采用对称轧制一次性轧制2件产品，制造效率可以达到20件/分钟，鉴于高速成形也使得温降不明显，从而可以保证材料性能稳定；三是采用楔横轧工艺，相较于旋压等板材成形工艺，可以成形厚壁壳体，从而增加导弹设计人员的自由度。但是现有楔横轧工艺仅能成形实心轴类零件或者通孔轴类零件，暂无法成形盲孔类零件，对于导弹壳体这类带盲孔的盘状类零件，目前暂无技术实施方案。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的存在的问题，提出了本发明一种导弹战斗部壳体楔横轧盲孔轧制的成形工艺及装置，对现在楔横轧技术进行升级与发展，通过两个芯棒对楔横轧的凹心缺陷进行精确控制，通过二次楔入实现了大断面收缩率轧制并改善材料性能，采用对称轧制的方式一次轧制得到两个导弹战斗部壳体，从而高性能精密楔横轧盲孔成形导弹战斗部壳体。

本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种导弹战斗部壳体楔横轧盲孔轧制的成形工艺，包括：

S1、依据体积守恒原则，通过计算导弹战斗部壳体的体积得到实心圆棒料的下料尺寸；

S2、根据导弹战斗部壳体的外表面尺寸设计两个板式楔横轧模具，根据导弹战斗部壳体的内孔几何尺寸设计两个芯棒的外形尺寸；所述导弹战斗部壳体包括一个空心圆柱体和一个锥形盲孔端面；

S3、将所述实心圆棒料加热到设定的变形温度；