CN111112453A - 一种高深径比大型贮箱箱底封头的整体成形方法 - Google Patents

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李�杰
祝世强
张文忠
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金盈池
杨微
刘博通
英升琪
闻建龙
刘云峰
杨迪
马哲
张旭
魏铼
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Abstract

本发明公开了一种高深径比大型贮箱箱底封头的整体成形方法，所述方法为先采用压鼓的方式预成形坯料，然后采用有模旋压的方式使坯料成形。具体为：准备板料，将板料切割为圆形，然后采用压鼓设备将所述步骤二的板料进行挤压，形成预成形坯料，最后采用旋压设备将预成形坯料推挤旋压成形。本发明公开的方法可以显著提高具有大深径比特征的大型或超大型贮箱箱底整体制造的经济性，并可较好地控制箱底的形状精度。

Description

一种高深径比大型贮箱箱底封头的整体成形方法
技术领域
本发明属于塑性加工技术、航天制造技术领域，涉及一种高深径比大型贮箱箱底封头的整体成形方法。
背景技术
航天领域内的液体燃料贮箱箱底，其深径比(深度与直径之比)通常介于0.25～0.5，是一种具有较大深径比的封头。制造封头的方法有组合焊接、拉深成形、旋压成形、压鼓(或压鼓―旋边)等。组合焊接方法制造的封头存在大量的原始焊接组织，不利于提高航天贮箱，乃至航天器的可靠性。拉深成形不宜制造大型或超大型封头。旋压成形大型封头，封头口部减薄率较大，封头壁厚均匀性差，如果要减小口部减薄率，通常采用拉深或旋压方法来预成形坯料。拉深或旋压需要相应工装，对于大型坯料预成形来说，预成形工装的制造费用很高，明显影响封头成形的经济性。压鼓(或压鼓―旋边)的工装简单，费用少，但通常用于深径比不超过0.25的封头，对于深径比超过0.25的封头，压鼓(或压鼓―旋边)方法将遇到很大的困难。
发明内容
本发明提出一种高深径比大型贮箱箱底封头的整体成形方法，可以显著提高具有大深径比特征的大型或超大型贮箱箱底整体制造的经济性，并可较好地控制箱底的形状精度。
一种高深径比大型贮箱箱底封头的整体成形方法，先采用压鼓的方式形成预成形坯料，然后采用有模旋压的方式使坯料成形。
进一步的，该方法具体步骤包括：
步骤一：准备板料；
步骤二：将板料切割为圆形；
步骤三：压鼓成坯，采用压鼓设备将所述步骤二的板料进行挤压，形成预成形坯料；
步骤四：有模旋压成形，采用旋压设备将所述步骤三的预成形坯料推挤旋压成形。
进一步的，步骤一中的板料为无焊缝板料或拼焊板料。
进一步的，步骤三还可以是先压鼓后旋边，采用压鼓设备将步骤二的板料挤压形成预成形坯料，然后采用旋边设备将所述坯料口部翻至边缘。
进一步的，压鼓设备包括凹模以及和凹模相对应的凸模。
进一步的，旋压设备包括尾顶和旋压型胎，尾顶位于所述旋压型胎的轴线上，与旋压型胎相切，尾顶的一侧固定有旋轮。
进一步的，旋边设备包括压料工具和成形工具，压料工具包括下压料工具，以及和下压料工具上下对应的上压料工具，压料工具与坯料相切；
成形工具设置在压料工具的一侧，包括相互对应的内成形工具和外成形工具。
进一步的，压鼓成坯具体步骤：
a，凸模逐点挤压坯料，每压一次坯料，坯料转动一个角度，如此反复至一周；
b，坯料沿其母线方向移动一个距离，重复a，直到形成球冠；
c，反复进行a和b两步，球冠球半径由大变小。
进一步的，有模旋压成形是用尾顶将坯料顶压在旋压型胎上，旋轮推挤坯料完成旋压成形。
本发明的有益效果在于：
采用压鼓或者先压鼓后旋边和有模旋压两种技术相结合的方式来制造封头，无需大型工装即可获得一定深度的过渡形状的箱底，能提高箱底的深径比，因此不仅能显著提高具有大深径比特征的大型或超大型贮箱箱底整体制造的经济性，同时箱底也具有较高的型面精度。
附图说明
图1为本发明成形方法中的压鼓成形示意图。
图2为本发明成形方法中的旋边示意图。
图3为本发明成形方法中的有模旋压示意图。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种高深径比大型贮箱箱底封头的整体成形方法，具体为先采用压鼓的方式形成预成形坯料，然后采用有模旋压的方式使坯料成形。
具体步骤为：
1)准备板料，该板料为无焊缝板料或拼焊板料；
2)将板料切割为圆形；
3)压鼓成坯，采用压鼓设备将板料进行挤压，形成预成形坯料；
具体实现方法如图1所示，压鼓设备包括凹模7以及和凹模7相对应的凸模8，工作时，
a，凸模8逐点挤压坯料9，凸模8每压一次坯料9，坯料9转动一个角度，如此反复至一周；
b，然后坯料9沿其母线方向移动一个距离，重复动作a，圆形板料逐渐成为球冠结构；
c，反复进行a和b两步，球冠球半径由大变小。
4)有模旋压成形，采用旋压设备将步骤(3)的预成形坯料推挤旋压成形，
具体实现方法如图3所示：旋压设备包括尾顶13和旋压型胎10，尾顶13位于旋压型胎10的轴线上，与旋压型胎10相切，尾顶13的一侧固定有旋轮12。工作时，尾顶13将坯料顶压在旋压型胎10上，然后用旋轮12推挤坯料进行转动，使坯料的高径比增加，旋压前坯料11经过旋轮12的推挤转动形成旋压后坯料14，进而完成旋压成形。
结合图2本发明的另一实施例，步骤(3)还可以先压鼓后旋边，即先采用压鼓设备将步骤(2)的板料挤压形成预成形坯料，然后采用旋边设备将坯料口部翻至边缘。具体的，该旋边设备包括压料工具和成形工具，压料工具包括下压料工具5，以及和下压料工具5上下对应的上压料工具4，压料工具与坯料相切；成形工具位于压料工具的一侧，包括相互对应的内成形工具1和外成形工具2。先将板料压鼓成坯，然后将压鼓后的坯料由上下压料工具压紧，旋边前坯料3经过内成形工具1和外成形工具2的作用，口部逐渐翻至边缘成为旋边后坯料6，进而实现旋边。
采用压鼓或压鼓-旋边与有模旋压成形制造封头。先采用压鼓或压鼓-旋边来预成形坯料，无需大型工装模具即可获得一定深度的中间形状坯料。然后采用有型胎的旋压成形，进一步提高坯料的深径比，同时也具有较高的型面精度。先压鼓，后有模旋压，是高深径比大型贮箱箱底整体成形方法的关键部分。
本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (9)

1.一种高深径比大型贮箱箱底封头的整体成形方法，其特征在于，所述方法为先采用压鼓的方式形成预成形坯料，然后采用有模旋压的方式使坯料成形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具体步骤为：
步骤一：准备板料；
步骤二：将板料切割为圆形；
步骤三：压鼓成坯，采用压鼓设备将所述步骤二的板料进行挤压，形成预成形坯料；
步骤四：有模旋压成形，采用旋压设备将所述步骤三的预成形坯料推挤旋压成形。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤一中的板料为无焊缝板料或拼焊板料。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤三为：
压鼓-旋边，采用压鼓设备将所述步骤二的板料挤压形成预成形坯料，然后采用旋边设备将所述坯料口部翻至边缘。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压鼓设备包括凹模(7)以及和凹模相对应的凸模(8)。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述旋压设备包括尾顶(13)和旋压型胎(10)，所述尾顶(13)位于所述旋压型胎(10)的轴线上，与所述旋压型胎(10)相切，所述尾顶(13)的一侧固定有旋轮(12)。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述旋边设备包括压料工具和成形工具，所述压料工具包括下压料工具(5)，以及和下压料工具(5)上下对应的上压料工具(4)，所述压料工具与坯料相切；
所述成形工具设置在所述压料工具的一侧，包括相互对应的内成形工具(1)和外成形工具(2)。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤三的具体实现方法为，
a，所述凸模(8)逐点挤压坯料，每压一次坯料，坯料转动一个角度，如此反复至一周；
b，坯料沿其母线方向移动一个距离，重复a，直到形成球冠；
c，反复进行a和b两步，球冠球半径由大变小。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤四的具体实现方法为，
所述尾顶(13)将坯料顶压在旋压型胎(10)上，所述旋轮(12)推挤坯料完成旋压成形。
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