CN109201834B - 一种流动旋压和双辊夹持旋压的复合成形方法 - Google Patents

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Abstract

一种流动旋压与双辊夹持旋压的复合成形方法，先通过内胀式装夹装置将厚壁无缝管坯料装夹在主轴上，芯模安装在厚壁无缝管坯料内部；然后设置主轴转速，厚壁无缝管坯料在内胀式装夹装置带动下随主轴旋转；采用流动旋压用旋轮从厚壁无缝管坯料远离内胀式装夹装置端进行反向流动旋压，成形出无缝薄壁圆筒件坯料；更换流动旋压用旋轮为双辊夹持旋压用旋辊，双辊夹持旋压用旋辊夹持无缝薄壁圆筒件坯料进行双辊夹持旋压成形，成形出复杂法兰曲面；最后取出芯模，将内胀式装夹装置的夹紧力卸除，得到成形好的带复杂法兰曲面薄壁回转体零件；本发明兼具流动旋压成形和双辊夹持旋压成形的优点，成形在同一装置上一次成形，成形精度及生产效率显著提高。

Description

一种流动旋压和双辊夹持旋压的复合成形方法
技术领域
本发明属于薄壁回转体零件成形技术领域，具体涉及一种流动旋压与双辊夹持旋压的复合成形方法。
背景技术
随着制造业的迅速发展，带复杂法兰曲面薄壁回转体零件的需求量越来越大，它广泛应用于供热通风与空气调节系统中的风机等通风设备、排气过滤器和内燃机的强力引风罩、电除尘器喇叭口、高压开关屏蔽罩、航空发动机延伸段和收敛段等。带复杂法兰曲面薄壁回转体零件的现有成形方法是首先通过薄壁板材的卷制焊接得到薄壁圆筒件坯料，然后通过双辊夹持旋压成形出需要的复杂法兰曲面。其中在薄壁圆筒件坯料的卷制焊接过程中易出现多种缺陷如：焊接裂纹、未焊透、气孔和焊缝外观缺陷等，这些缺陷会降低坯料在双辊夹持旋压过程中的承载力，容易出现开裂的情况致使坯料报废。此外坯料卷制焊接的过程中筒体易变形，坯料的圆周精度差，在进行下一个工艺时需要进行矫形和重新装夹定位，整体工时长，生产效率低。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种流动旋压与双辊夹持旋压的复合成形方法，兼具流动旋压技术制造薄壁圆筒件和双辊夹持旋压技术成形复杂法兰曲面的优点，同时整个复合成形过程在同一装置上一次成形，不存在焊接导致的诸类问题，无需重复装夹定位，工艺集成性好，成形稳定，成形精度及生产效率显著提高。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种流动旋压与双辊夹持旋压的复合成形方法，包括以下步骤：
第一步，通过内胀式装夹装置1将厚壁无缝管坯料5装夹固定在主轴7上；
第二步，将芯模3安装在厚壁无缝管坯料5内部；
第三步，设置主轴7转速，厚壁无缝管坯料5在内胀式装夹装置1带动下随主轴7旋转；采用流动旋压用旋轮2从厚壁无缝管坯料5远离内胀式装夹装置1端开始进行反向流动旋压，成形出无缝薄壁圆筒件坯料6；
第四步，更换流动旋压用旋轮2为双辊夹持旋压用旋辊4；
第五步，双辊夹持旋压用旋辊4夹持无缝薄壁圆筒件坯料6进行双辊夹持旋压成形，成形出所需的复杂法兰曲面；
第六步，取出芯模3，将内胀式装夹装置1的夹紧力卸除，得到最终成形好的带复杂法兰曲面薄壁回转体零件。
所述的内胀式装夹装置1在整个成形过中带动厚壁无缝管坯料5或无缝薄壁圆筒件坯料6进行旋转，转速可控。
所述的芯模3的长度由无缝薄壁圆筒件坯料6不参与法兰成形的直筒部分长度决定。
所述的流动旋压用旋轮2运动方向与厚壁无缝管坯料5材料流动方向相反，成形期间厚壁无缝管坯料5的长度不受芯模3长度的限制。
所述的双辊夹持旋压用旋辊4能够进行主动旋转，用于提供成形过程中所需的摩擦，改善成形质量；同时通过控制双辊夹持旋压用旋辊4的运动轨迹能够成形出任意母线形状的法兰曲面。
本发明的有益效果为：
1.本发明为带复杂法兰曲面薄壁回转体零件提供了一种新的成形方法；
2.本发明从原理上解决了成形带复杂法兰曲面薄壁回转体件需用卷焊坯料，坯料焊缝在双辊夹持旋压成形过程中引起的开裂等问题，避免了坯料卷制焊接过程中出现的焊接裂纹、未焊透、气孔和焊缝外观差等缺陷；
3.本发明方法简单可行，整个成形过程可在同一装置上一次成形，避免了重复装夹定位，成形精度和生产效率高，在航空、航天、军工及民用多个领域具有重要的工程应用价值和明显的经济效益。
附图说明
图1为本发明流动旋压成形示意图。
图2为本发明双辊夹持旋压成形示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参照图1和图2，一种流动旋压与双辊夹持旋压的复合成形方法所采用的设备，包括内胀式装夹装置1、流动旋压用旋轮2、芯模3及双辊夹持旋压用旋辊4；所用厚壁无缝管坯料5为壁厚t0，内径R0，长度L0的无缝管材；欲成形的产品为壁厚t1，内径R0，直筒长度L1，法兰长度l1的带复杂法兰曲面薄壁回转体零件；所用芯模3为外径R0，长度L0的圆柱体零件。
根据流动旋压成形理论，欲成形的带复杂法兰曲面薄壁回转体零件和厚壁无缝管坯料5满足：
Figure BDA0001788853340000031
一种流动旋压与双辊夹持旋压的复合成形方法，包括以下步骤：
第一步，通过内胀式装夹装置1将厚壁无缝管坯料5装夹固定在主轴7上，测量轴向跳动，控制厚壁无缝管坯料5平稳地安装在主轴7上；
第二步，将芯模3安装在厚壁无缝管坯料5内部，测量径向跳动，控制和保证成形精度；
第三步，根据具体工艺要求设置主轴7转速，厚壁无缝管坯料5在内胀式装夹装置1带动下随主轴7旋转；采用流动旋压用旋轮2从厚壁无缝管坯料5远离内胀式装夹装置1端开始进行反向流动旋压，成形出无缝薄壁圆筒件坯料6；无缝薄壁圆筒件坯料6壁厚t1，内径R0，长度L1+l1；
第四步，更换流动旋压用旋轮2为双辊夹持旋压用旋辊4，此期间无缝薄壁圆筒件坯料6无需进行重复定位和装夹；
第五步，双辊夹持旋压用旋辊4对无缝薄壁圆筒件坯料6进行多道次双辊夹持旋压成形，成形出所需的法兰曲面，其中双辊夹持旋压用旋辊4的运动轨迹由控制系统程序设定和控制；
第六步，取出芯模3，将内胀式装夹装置1的夹紧力卸除，得到最终成形好的带复杂法兰曲面薄壁回转体零件。
所述的内胀式装夹装置1在整个成形过中带动厚壁无缝管坯料5或无缝薄壁圆筒件坯料6进行旋转，转速可控。
所述的芯模3的长度由无缝薄壁圆筒件坯料6不参与法兰成形的直筒部分长度决定。
所述的流动旋压用旋轮2运动方向与厚壁无缝管坯料5材料流动方向相反，成形期间厚壁无缝管坯料5的长度不受芯模3长度的限制。
所述的双辊夹持旋压用旋辊4能够进行主动旋转，用于提供成形过程中所需的摩擦，改善成形质量；同时通过控制双辊夹持旋压用旋辊4的运动轨迹能够成形出任意母线形状的法兰曲面。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种流动旋压与双辊夹持旋压的复合成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，通过内胀式装夹装置(1)将厚壁无缝管坯料(5)装夹固定在主轴(7)上；
第二步，将芯模(3)安装在厚壁无缝管坯料(5)内部；
第三步，设置主轴(7)转速，厚壁无缝管坯料(5)在内胀式装夹装置(1)带动下随主轴(7)旋转；采用流动旋压用旋轮(2)从厚壁无缝管坯料(5)远离内胀式装夹装置(1)端开始进行反向流动旋压，成形出无缝薄壁圆筒件坯料(6)；
第四步，更换流动旋压用旋轮(2)为双辊夹持旋压用旋辊(4)；
第五步，双辊夹持旋压用旋辊(4)夹持无缝薄壁圆筒件坯料(6)进行双辊夹持旋压成形，成形出所需的复杂法兰曲面；
第六步，取出芯模(3)，将内胀式装夹装置(1)的夹紧力卸除，得到最终成形好的带复杂法兰曲面薄壁回转体零件；
所述的内胀式装夹装置(1)在整个成形过中带动厚壁无缝管坯料(5)或无缝薄壁圆筒件坯料(6)进行旋转，转速可控；
所述的流动旋压用旋轮(2)运动方向与厚壁无缝管坯料(5)材料流动方向相反，成形期间厚壁无缝管坯料(5)的长度不受芯模(3)长度的限制；
所述的双辊夹持旋压用旋辊(4)能够进行主动旋转，用于提供成形过程中所需的摩擦，改善成形质量；同时通过控制双辊夹持旋压用旋辊(4)的运动轨迹能够成形出任意母线形状的法兰曲面。
2.根据权利要求1所述的一种流动旋压与双辊夹持旋压的复合成形方法，其特征在于：所述的芯模(3)的长度由无缝薄壁圆筒件坯料(6)不参与法兰成形的直筒部分长度决定。
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