CN110788227B - 一种用于大中口径炮弹的双工位收口成型装置及其使用方法 - Google Patents
一种用于大中口径炮弹的双工位收口成型装置及其使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于大中口径炮弹双工位收口成型装置，包括设置为一体的上模收口机构和下模定位机构，弹体毛坯处于上部收口机构下部和下模定位机构上部之间；所述上模收口机构包括一动力压机和固定于所述动力压机下部的压机滑块，所述压机滑块下方并列设有一次收口部分和二次收口部分，所述一次收口部分和二次收口部分的结构相同，所述一次收口部分具有一次收口模，二次收口部分具有二次收口模，所述一次收口模的上模腔收口尺寸大于二次收口模。与现有技术相比，本发明不仅降低收口时局部金属变形程度大，而且提高了弹体毛坯良品率，降低工件机械加工难度，节约加工刀具，极大地降低人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及炮弹生产技术领域，具体涉及一种大中口径炮弹的双工位收口成型装置及其使用方法，适用于多种型号的钢质弹体及火箭弹战斗部整体弹体毛坯收口成型技术。
背景技术
目前，行业内大、中口径钢质弹体毛坯及火箭弹战斗部壳体毛坯的成型方法主要是热冲压，其中整体弹体的弹头弧形部是通过专门的收口成型工序来获得。毛坯收口最常用的方法，是以轴向力将毛坯待变形部分压入收口模型腔成型，其外弧形部借助于收口模的型腔成型，药室弧形部则在收口过程中自然形成。该方式下，收口系数越小，则收口变形程度越大，金属变形情况越复杂，因此药室弧形部尺寸难以控制，且口部金属易堆积产生褶皱，有时产生严重歪斜，成型质量较差。对于某些壁薄、口径小、变形程度大的弹体毛坯，为减少收口时金属变形量，收口工序需分多次完成，加工工序、加热次数及设备的投入增加，费时费工，不适于批量生产。基于以上原因，收口成为弹体毛坯成型难度最大的工序，不仅直接影响到炮弹的产品质量，同时增加加工成本，降低材料利用率，造成极大的浪费。
因此，设计一种双工位收口成型装置应用于炮弹加工领域，降低弹体单次收口金属变形量，解决传统的多次收口工艺缺陷，是十分必要的，此工艺方法与以往的加工方式不同，为国内首创。
发明内容
为解决弹体毛坯收口难度大、质量差的问题，本发明的目的是提供一种用于大中口径炮弹双工位收口成型装置，不仅降低收口时局部金属变形程度大，解决毛坯口部不齐、内弧形椭圆、凸包、凸筋、折叠等质量缺陷，而且解决了需多次收口工艺缺陷，降低难度，提高收口质量，进而提高了弹体毛坯良品率、材料利用率，降低工件机械加工难度，节约加工刀具，极大地降低人工成本。
本发明的另一目的是提供一种用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于大中口径炮弹双工位收口成型装置，包括设置为一体的上模收口机构和下模定位机构，弹体毛坯处于上部收口机构下部和下模定位机构上部之间；所述上模收口机构包括一动力压机和固定于所述动力压机下部的压机滑块，所述压机滑块下方并列设有一次收口部分和二次收口部分，所述一次收口部分和二次收口部分的结构相同，所述一次收口部分具有一次收口模，二次收口部分具有二次收口模，所述一次收口模的上模腔收口尺寸大于二次收口模，工作时所述压机滑块在动力压机作用下，分别带动一次收口部分和二次收口部分横向或纵向移动，使弹体毛坯依次实现一次收口和二次收口；所述下模定位机构包括一压机模座和固定于所述压机模座表面的导正套，所述导正套具有用于放置弹体毛坯下部的下模腔；所述动力压机底部还设有两个导柱，该导柱依次穿过压机滑块、一次收口部分或二次收口部分，导柱末端固定有上顶块。
进一步地，所述一次收口部分包括与压机滑块下部固定的上模垫板和设于所述上模垫板下部的一次收口模，所述一次收口模外侧壁设置通水模套，所述通水模套外侧通过上压板压紧，通过上压板和上模垫板的固定，使一次收口模和上模垫板紧密接触。
在压机模座内部所述导正套下方依次设有用于支撑导正套的下顶块和下垫板，所述下顶块和下垫板固定在一起；在压机模座表面所述导正套两侧分别设有下压板，通过下压板与压机模座的固定使导正套紧固在压机模座上。
所述导柱末端和上顶块之间、所述下顶块和下垫板之间均通过螺纹固定连接。
所述上压板和上模垫板之间通过加装第一紧固螺栓进行固定。
所述上模垫板和压机滑块之间通过加装第二紧固螺栓进行固定。
所述下压板与压机模座之间通过加装第三紧固螺栓进行固定。
所述动力压机采用液压驱动方式。
一种用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：根据弹体产品图纸要求，设计并制造一次收口模、二次收口模及其连接件。
步骤二：模具安装到位，检查无松动现象，保证动力压机转换工位及复位后，上模收口机构中的一次收口模或二次收口模与下模定位机构中的导正套同轴度良好；调整动力压机伸缩高度，确定压机滑块限行位移，使用于弹体毛坯的收口深度能符合要求；
步骤三：按工艺要求分别将红热钢料放至一次收口模、二次收口模中进行模具预热；
步骤四：在弹体毛坯的待收口变形区外表面均匀涂抹润滑剂，并将毛坯放入加热炉中均匀加热至工艺要求温度，并根据生产情况控制毛坯出炉时间，使毛坯匀速出炉和收口；
步骤五：在一次收口模、二次收口模模腔内均匀涂抹润滑剂后，将加热好的待收口弹体毛坯放入下模定位机构的导正套内，启动动力压机，待一次收口模与导正套同轴后，压机滑块带动一次收口模下行，在力的作用下，一次收口模将弹体毛坯的待收口变形区收口至工艺设计尺寸，动力压机卸压后上顶块将毛坯顶出一次收口模，弹体毛坯稳定在导正套内不动，同时上模收口机构与弹体毛坯分离并随滑块退回至原位，期间冷却、润滑一次收口模；
步骤六：压机滑块带动一次收口模退回原位后，开始冷却、润滑一次收口模，同时压机滑块横向移动至指定位置，使二次收口模与导正套同轴，压机滑块带动二次收口模下行，在力的作用下，毛坯收口至成型尺寸后，动力压机泄压，上顶块将毛坯顶出二次收口模，毛坯稳定在下导正套内不动，同时上模收口机构与毛坯分离并随滑块退回至原位。
步骤七：冷却、润滑二次收口模，同时压机滑块恢复至压机初始位置，并带动一次收口模下行，开始下一次循环动作。
步骤八：将收口后成型毛坯从下导正套内取出放置指定地点冷却，并检验尺寸，合格者入库。
本发明依靠压机动力带动压机滑块，滑块带动上模，各部件协调完成收口工作；本发明通过上模收口成型机构进行收口成型，上模收口机构包含一次收口部分和二次收口部分，一次收口部分对炮弹毛坯进行收口成型后，进入二次收口部分进行收口成型，通过两次收口成型，上模收口机构在压机滑块带动下移动，最终完成收口成型工作；下模定位机构在收口时起到对弹体毛坯定位的作用，上下模组成一体。
本发明通过液压机滑块驱动，实现了在同一台压机上分两次进行收口，减少了毛坯加热次数及加工流程，在解决弹体毛坯多次收口工艺难题的同时，增大了单次收口时的收口系数，毛坯变形程度降低，消除了金属变形量超过材料极限变形系数时引起材料失稳而形成褶皱，减少了口部不齐、内弧形椭圆、凸包、凸筋、折叠等质量缺陷，对提高弹体毛坯收口质量具有积极意义，最大程度地做到少无切削加工。
本发明适用于炮弹行业各种大、中口径毛坯整体弹体的收口，可以在炮弹收口领域大力推广使用。
附图说明
下面结合附图及实施例，对本发明的结构和特征作进一步描述。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中P向的结构示意图。
图3是本发明实施例中待收口弹体毛坯示意图。
图4是本发明实施例中一次收口模和二次收口模的上模腔收口尺寸示意图。
附图1-3中，1.压机滑块，2. 上模垫板，3.上压板，4.上顶块，5.通水模套，6.导正套，7.下压板，8.第三紧固螺栓，9.下垫板，10. 压机模座，11.下顶块，12.成型毛坯，13.第一紧固螺栓，14.第二紧固螺栓，15. 一次收口模，16. 二次收口模，17.弹体毛坯待收口变形区，18.动力压机，19.导柱。
具体实施方式
附图1-4是本发明的一种实施例，公开了用于大中口径炮弹双工位收口成型装置，采用液压驱动式，依靠动力压机带动压机滑块1，压机滑块1带动上模收口机构，各部件协调完成收口工作，上模收口机构包括结构相同的一次收口部分和二次收口部分，包括上模垫板2、上顶块4、上压板3、通水模套5、一次收口模15及二次收口模16，一次收口部分中的通水模套5安装在一次收口模15外侧壁上，通过上压板3紧压通水模套5，并通过第一紧固螺栓13使上压板3紧固在上模垫板2上，使一次收口模15与上模垫板2紧密接触，上模垫板2通过第二紧固螺栓14紧固在压机滑块1上，一次收口模和二次收口模尺寸不同，通过上模垫板共同紧固在压机滑块1上，上模收口机构为一体结构，所述压机滑块1上部与动力压机18连接，带动上模收口机构横向或纵向移动，所述动力压机18底部的导柱19依次穿过压机滑块1和上模垫板2，上顶块4通过螺纹连接固定在导柱19末端；下模定位机构包括导正套6、下压板7、下垫板9、下顶块11，下压板7压紧导正套6，并通过第三紧固螺栓固定在在压机模座10上，下垫板9在压机模座10内紧垫在导正套6正下方，下模定位机构为一体，在压机模座10上固定不动。收口动作时上模收口机构在在压机滑块1带动下下行，上模腔起收口成型作用；下模定位机构中的下模腔收口时弹体毛坯定位的作用，上下模组成一体。
本发明通过以下步骤来完成弹体毛坯的收口成型：
步骤一：根据弹体毛坯图纸要求，设计并制造一次收口部分和二次收口部分包含的各部件；
步骤二：模具安装到位，检查无松动现象，保证压机转换工位及复位后，一次收口模15、二次收口模16与下模定位机构中的导正套6同轴度良好；调整动力压机伸缩高度，确定压机滑块1限行位移，使弹体毛坯收口深度能符合要求。
步骤三：按工艺要求分别将红热钢料放至一次收口模15、二次收口模16中进行模具预热。
步骤四：弹体毛坯的待收口变形区17外表面均匀涂抹润滑剂，并将毛坯放入加热炉中均匀加热至工艺要求温度，并根据生产情况控制毛坯出炉时间，使毛坯匀速出炉和收口。
步骤五：在一次收口模15、二次收口模16模腔内均匀涂抹润滑剂后，将加热好的待收口毛坯放入下模部分导正套6内，启动动力压机，压机滑块1带动一次收口模15下行，在力的作用下，上模腔将毛坯待变形区在一次收口模15内收口至工艺设计尺寸，动力压机卸压后上顶块4将毛坯顶出一次收口模15，毛坯稳定在导正套6内不动，同时上模收口机构与毛坯分离并随压机滑块1退回至原位。
步骤六：压机滑块1带动一次收口模15退回原位后，开始冷却、润滑一次收口模15，同时压机滑块1横向移动至指定位置，二次收口模16与下模部分导正套6同轴，滑块1带动二次收口模16下行，在力的作用下，毛坯收口至成型尺寸后，压机泄压，上顶块4将成型毛坯12顶出二次收口模，毛坯稳定在下导正套6内不动，同时上模部分与毛坯12分离并随压机滑块1退回至原位。
步骤七：冷却、润滑二次收口模16，同时压机滑块1恢复至压机初始位置，并带动一次收口模15下行，开始下一次循环动作。
步骤八：将收口后成型毛坯12从下导正套6内取出放置指定地点冷却，并检验尺寸，合格者入库。
附图4是本发明实施例中一次收口模和二次收口模的收口尺寸示意图，左侧为一次收口模，右侧为二次收口模，从图中可以得知，一次收口模和二次收口模的外部尺寸相同，高度均为370mm，上模腔中各部分高度有变化，自下而上，一次收口模依次为20mm、60mm、150mm、110mm，二次收口模依次为20mm、60mm、130mm、125mm，20mm和60mm交界处的外径尺寸一致，均为Φ125mm+0.2 0，部分交界处外径同样一致，均为Φ112mm+0.2 0，第三部分和第四部分内腔不同，分别是锥形口和弧形口，其中二次收口模弧形口半径为500mm，顶部收口处外径分别是Φ90mm+0.2 0和Φ50mm+0.2 0，通过这两次收口，弹体毛坯的顶部收口处从第一次收口后的Φ90mm+0.2 0，变为第二次收口后的Φ50mm+0.2 0。
附图4是本发明的其中一个实施例，通过不同的炮弹尺寸，可以修改不同的收口模尺寸，相应的其他工件只需要尺寸相互配合，均能够实现炮弹毛坯的收口，也就是说，只要是结构相似或相近的炮弹均可以通过本发明进行收口，针对这些炮弹的收口均落入本发明的保护范围。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法，其特征在于：用于大中口径炮弹双工位收口成型装置包括设置为一体的上模收口机构和下模定位机构，弹体毛坯处于上部收口机构下部和下模定位机构上部之间；所述上模收口机构包括一动力压机和固定于所述动力压机下部的压机滑块，所述压机滑块下方并列设有一次收口部分和二次收口部分，所述一次收口部分和二次收口部分的结构相同，所述一次收口部分具有一次收口模，二次收口部分具有二次收口模，所述一次收口模的上模腔收口尺寸大于二次收口模，工作时所述压机滑块在动力压机作用下，分别带动一次收口部分和二次收口部分横向或纵向移动，使弹体毛坯依次实现一次收口和二次收口；所述下模定位机构包括一压机模座和固定于所述压机模座表面的导正套，所述导正套具有用于放置弹体毛坯下部的下模腔；所述动力压机底部还设有两个导柱，该导柱依次穿过压机滑块、一次收口部分或二次收口部分，导柱末端固定有上顶块；
上述用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：根据弹体产品图纸要求，设计并制造一次收口模、二次收口模及其连接件；
步骤二：模具安装到位，检查无松动现象，保证动力压机转换工位及复位后，上模收口机构中的一次收口模或二次收口模与下模定位机构中的导正套同轴度良好；调整动力压机伸缩高度，确定压机滑块限行位移，使用于弹体毛坯的收口深度能符合要求；
步骤三：按工艺要求分别将红热钢料放至一次收口模、二次收口模中进行模具预热；
步骤四：在弹体毛坯的待收口变形区外表面均匀涂抹润滑剂，并将毛坯放入加热炉中均匀加热至工艺要求温度，并根据生产情况控制毛坯出炉时间，使毛坯匀速出炉和收口；
步骤五：在一次收口模、二次收口模模腔内均匀涂抹润滑剂后，将加热好的待收口弹体毛坯放入下模定位机构的导正套内，启动动力压机，待一次收口模与导正套同轴后，压机滑块带动一次收口模下行，在力的作用下，一次收口模将弹体毛坯的待收口变形区收口至工艺设计尺寸，动力压机卸压后上顶块将毛坯顶出一次收口模，弹体毛坯稳定在导正套内不动，同时上模收口机构与弹体毛坯分离并随滑块退回至原位，期间冷却、润滑一次收口模；
步骤六：压机滑块带动一次收口模退回原位后，开始冷却、润滑一次收口模，同时压机滑块横向移动至指定位置，使二次收口模与导正套同轴，压机滑块带动二次收口模下行，在力的作用下，毛坯收口至成型尺寸后，动力压机泄压，上顶块将毛坯顶出二次收口模，毛坯稳定在下导正套内不动，同时上模收口机构与毛坯分离并随滑块退回至原位；
步骤七：冷却、润滑二次收口模，同时压机滑块恢复至压机初始位置，并带动一次收口模下行，开始下一次循环动作；
步骤八：将收口后成型毛坯从下导正套内取出放置指定地点冷却，并检验尺寸，合格者入库。
2.根据权利要求1所述的用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法，其特征在于：所述一次收口部分包括与压机滑块下部固定的上模垫板和设于所述上模垫板下部的一次收口模，所述一次收口模外侧壁设置通水模套，所述通水模套外侧通过上压板压紧，通过上压板和上模垫板的固定，使一次收口模和上模垫板紧密接触。
3.根据权利要求1所述的用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法，其特征在于：在压机模座内部所述导正套下方依次设有用于支撑导正套的下顶块和下垫板，所述下顶块和下垫板固定在一起；在压机模座表面所述导正套两侧分别设有下压板，通过下压板与压机模座的固定使导正套紧固在压机模座上。
4.根据权利要求3所述的用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法，其特征在于：所述导柱末端和上顶块之间、所述下顶块和下垫板之间均通过螺纹固定连接。
5.根据权利要求2所述的用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法，其特征在于：所述上压板和上模垫板之间通过加装第一紧固螺栓进行固定。
6.根据权利要求2所述的用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法，其特征在于：所述上模垫板和压机滑块之间通过加装第二紧固螺栓进行固定。
7.根据权利要求3所述的用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法，其特征在于：所述下压板与压机模座之间通过加装第三紧固螺栓进行固定。
8.根据权利要求1所述的用于大中口径炮弹双工位收口成型装置的使用方法，其特征在于：所述动力压机采用液压驱动方式。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |