CN112317588B - 一种用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，属于塑性成型加工领域；首先在设计模具时引入旋压扩径量，然后采用专用旋压模具进行旋压‑热处理‑旋压‑热处理‑旋压；通过设定旋压扩径量△δ，将直筒的加工成型精度提高了15％以上，同时保证加工效率提高了50％；将三次旋压和两次热处理交替进行，同时将末次旋压进给比控制在0.8～1.3mm/r，末次旋压减薄率控制在30％～40％，能够实现高精度旋压。

Description

一种用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法
技术领域
本发明属于塑性成型加工领域，具体涉及一种用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法。
背景技术
薄壁、弱刚性是直筒形旋压件的结构特点，随之而来的就是生产制造过程中围绕形状精度质量问题采取预防、纠正措施控制加工变形问题，实现高精度制造目标。
在旋压制造领域，薄壁筒形件的圆度、直线度精度控制一直都是工程技术人员的重点关注对象，也是影响产品高质量制造的关键因素。下面图1是包含直线度a1、圆度a2精度要求的直筒形旋压件结构示意，直线度与圆度是衡量旋压圆筒质量的关键指标。直筒形旋压件材料可以是：高合金超高强度马氏体时效钢、低合金超高强度钢、合金结构钢、沉淀硬化不锈钢等。
控制直筒形旋压件形状精度的现有技术是：旋压工艺人员依据已有经验，对影响工件形状精度的工艺参数——旋压减薄率、进给比、旋轮形状等因素进行综合施治，以期达到形状精度控制效果；由于加工调试过程效率低，导致精度低不能满足薄壁筒形件的加工要求。
何艳斌等的《旋压件成形质量及其控制参数》(发表于《机电工程技术》2005年第34卷第9期)一文就影响旋压件尺寸精度质量的关键因素——旋压减薄率、进给比、旋轮形状等进行了分析阐述。此技术是在旋压模具直径尺寸既定条件下进行的，没有形成旋压圆筒“扩径量(指旋压后工件内壁与模具表面母线之间的双边间隙)”概念，亦即在产品研制初期的旋压工艺设计层面未能制定“扩径量”控制目标，因此无法在保证效率的同时达到精度要求。
现有技术存在问题归结起来是以下3点：
⑴传统的圆筒旋压工艺以“扩径旋压”理念为指导，即为了单纯保证工件旋压后方便卸料
没有制定旋压扩径量控制目标的工艺方案而失去了圆筒旋压形状精度控制基础。
⑵在没有制定旋压扩径量的前提下，圆筒旋压模具直径设计尺寸存在盲目性，一旦模具直径设计值过小，旋压工艺实施过程中为了达到圆筒直径φD(或φd)精度控制势必带来较大扩径量，实际表现为扩径量大于0.6mm，某些产品甚至达到了1.0mm以上，直接造成形状精度超差。这就是旋压过程中由于模具对筒段塑性变形区域缺乏约束而导致圆筒形状精度降低的直接原因。
⑶针对旋压圆筒直线度、圆度控制不达标问题，工艺人员在旋压模具尺寸既定条件下依靠自身经验多次反复优化工艺参数，多数情况下的优化次数在3次以上；有的产品即使多次优化工艺参数后，圆筒形状精度仍不达标，此时就需重新设计加工新模具，改进技术方案。
发明内容
要解决的技术问题：
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，通过引入扩径量控制目标值，并结合符合直筒形件旋压加工要求的工艺参数设定，解决了圆筒旋压模具直径尺寸设计取值的盲目性问题；提高了加工成型的效率和精度。
本发明的技术方案是：一种用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤一：设定旋压扩径量△δ，旋压扩径量是指直筒的内径和旋压模具的双边间隙；
通过待加工直筒的内径选取旋压扩径量△δ，参考原则是：直筒内径φd≤100时，旋压扩径量△δ为0.10～0.20mm；直筒内径φd＞100～300时，旋压扩径量△δ为0.20～0.30mm；直筒内径φd＞300～1000时，旋压扩径量△δ为0.30～0.40mm；直筒内径φd＞1000～2000时，旋压扩径量△δ为0.40～0.60mm；
步骤二：依据步骤一确定的旋压扩径量△δ设计旋压模具直径，计算公式如下：
φD＝φd－△δ (1)
φd＝(φdmax+φdmin)÷2 (2)
式中，φD——旋压模具直径，φd——旋压圆筒理论内径，△δ——圆筒旋压扩径量，φdmax——工件理论最大内径，φdmin——工件理论最小内径；
步骤三：依据步骤二计算得到的旋压模具直径设计制作旋压模具，然后对旋压毛坯件进行粗旋压；将粗旋压后的工件进行热处理，恢复旋压毛坯材料的塑性；
步骤四：对步骤三得到的工件继续进行进行二次旋压，然后再进行热处理；
步骤五：对步骤四得到的工件进行末次旋压，旋压进给比选用0.8～1.3mm/r；旋压减薄率为30％～40％；
步骤六：对步骤五旋压成型的直筒件进行检验验收。
本发明的进一步技术方案是：所述直筒形旋压件材料为高合金超高强度马氏体时效钢、低合金超高强度钢、合金结构钢或沉淀硬化不锈钢。
本发明的进一步技术方案是：所述直筒形旋压件材料为高合金超高强度马氏体时效钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤220。
本发明的进一步技术方案是：所述直筒形旋压件材料为低合金超高强度钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤200。
本发明的进一步技术方案是：所述直筒形旋压件材料为合金结构钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤180。
本发明的进一步技术方案是：所述直筒形旋压件材料为沉淀硬化不锈钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤210。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤五中末次旋压旋轮圆角半径rρ计算公式如下：
rρ＝(0.6～1.2)×t0
其中，t0指旋压毛坯的厚度。
有益效果
本发明的有益效果在于：本发明用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，通过设定旋压扩径量△δ，将直筒的加工成型精度提高了15％以上，同时保证加工效率提高了50％；在加工过程中采用的工序是旋压-热处理-旋压-热处理-旋压，采用三次旋压和两次热处理交替进行，同时将末次旋压进给比控制在0.8～1.3mm/r，末次旋压减薄率控制在30％～40％，能够实现高精度旋压。
附图说明
图1为直筒形旋压件。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参照图1所述，本实施例中形状精度包含圆筒全长范围内的直线度a1、圆度a2。
具体采用的工艺方法步骤如下：
步骤一：设定旋压扩径量△δ，旋压扩径量是指直筒的内径和旋压模具的双边间隙；
通过待加工直筒的内径选取旋压扩径量△δ，参考原则是：直筒内径φd≤100时，旋压扩径量△δ为0.10～0.20mm；直筒内径φd＞100～300时，旋压扩径量△δ为0.20～0.30mm；直筒内径φd＞300～1000时，旋压扩径量△δ为0.30～0.40mm；直筒内径φd＞1000～2000时，旋压扩径量△δ为0.40～0.60mm；
步骤二：依据步骤一确定的旋压扩径量△δ设计旋压模具直径，计算公式如下：
φD＝φd－△δ (1)
φd＝(φdmax+φdmin)÷2 (2)
式中，φD——旋压模具直径，φd——旋压圆筒理论内径，△δ——圆筒旋压扩径量，φdmax——工件理论最大内径，φdmin——工件理论最小内径；
步骤三：依据步骤二计算得到的旋压模具直径设计制作旋压模具，然后对旋压毛坯件进行粗旋压；将粗旋压后的工件进行热处理，恢复旋压毛坯材料的塑性；
步骤四：对步骤三得到的工件继续进行进行二次旋压，然后再进行热处理；
步骤五：对步骤四得到的工件进行末次旋压，旋压进给比选用0.8～1.3mm/r；旋压减薄率为30％～40％；末次旋压旋轮圆角半径rρ计算公式如下：
rρ＝(0.6～1.2)×t0
其中，t0指旋压毛坯的厚度。
步骤六：对步骤五旋压成型的直筒件进行检验验收。
所述直筒形旋压件材料为高合金超高强度马氏体时效钢、低合金超高强度钢、合金结构钢或沉淀硬化不锈钢。
当所述直筒形旋压件材料为高合金超高强度马氏体时效钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤220。
当所述直筒形旋压件材料为低合金超高强度钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤200。
当所述直筒形旋压件材料为合金结构钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤180。
当所述直筒形旋压件材料为沉淀硬化不锈钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤210。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤一：设定旋压扩径量△δ，旋压扩径量是指直筒的内径和旋压模具的双边间隙；
通过待加工直筒的内径选取旋压扩径量△δ，参考原则是：直筒内径φd≤100时，旋压扩径量△δ为0.10～0.20mm；直筒内径φd＞100～300时，旋压扩径量△δ为0.20～0.30mm；直筒内径φd＞300～1000时，旋压扩径量△δ为0.30～0.40mm；直筒内径φd＞1000～2000时，旋压扩径量△δ为0.40～0.60mm；
步骤二：依据步骤一确定的旋压扩径量△δ设计旋压模具直径，计算公式如下：
φD＝φd－△δ (1)
φd＝(φdmax+φdmin)÷2 (2)
式中，φD——旋压模具直径，φd——旋压圆筒理论内径，△δ——圆筒旋压扩径量，φdmax——工件理论最大内径，φdmin——工件理论最小内径；
步骤三：依据步骤二计算得到的旋压模具直径设计制作旋压模具，然后对旋压毛坯件进行粗旋压；将粗旋压后的工件进行热处理，恢复旋压毛坯材料的塑性；
步骤四：对步骤三得到的工件继续进行进行二次旋压，然后再进行热处理；
步骤五：对步骤四得到的工件进行末次旋压，旋压进给比选用0.8～1.3mm/r；旋压减薄率为30％～40％；
步骤六：对步骤五旋压成型的直筒件进行检验验收。
2.根据权利要求1所述用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，其特征在于：所述直筒形旋压件材料为高合金超高强度马氏体时效钢、低合金超高强度钢、合金结构钢或沉淀硬化不锈钢。
3.根据权利要求1所述用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，其特征在于：所述直筒形旋压件材料为高合金超高强度马氏体时效钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤220。
4.根据权利要求1所述用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，其特征在于：所述直筒形旋压件材料为低合金超高强度钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤200。
5.根据权利要求1所述用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，其特征在于：所述直筒形旋压件材料为合金结构钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤180。
6.根据权利要求1所述用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，其特征在于：所述直筒形旋压件材料为沉淀硬化不锈钢时，步骤三和四中热处理达到的硬度为HB≤210。
7.根据权利要求1所述用于控制直筒件形状精度的收径旋压方法，其特征在于：所述步骤五中末次旋压旋轮圆角半径rρ计算公式如下：
rρ＝(0.6～1.2)×t0
其中，t0指旋压毛坯的厚度。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5983496A (en) * 1996-03-15 1999-11-16 J.A. Hermanson Circular and oval flanged rings for connecting ducting and method of making
JP2002059231A (ja) * 2000-08-10 2002-02-26 Komatsu Ltd 旋回輪取付台座の製造方法およびその台座
CN101579804A (zh) * 2009-06-04 2009-11-18 航天材料及工艺研究所 一种大尺寸薄壁无焊缝钛合金筒形件整体成形方法
JP2015039712A (ja) * 2013-08-22 2015-03-02 トピー工業株式会社 車両用ホイールディスクの製造方法
CN105710182A (zh) * 2016-02-18 2016-06-29 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种长筒件板材旋压成形方法
CN108500108A (zh) * 2017-02-27 2018-09-07 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种带内环向筋筒体旋压工装及成形方法
CN108580638A (zh) * 2018-04-03 2018-09-28 航天材料及工艺研究所 一种大长径比薄壁铝合金异形构件旋压成形方法
CN109622712A (zh) * 2018-12-05 2019-04-16 北京蓝箭空间科技有限公司 一种用于火箭发动机的推力室成型方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8683843B2 (en) * 2008-04-15 2014-04-01 Nisshin Steel Co., Ltd. Spinning method for forming pipe end

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5983496A (en) * 1996-03-15 1999-11-16 J.A. Hermanson Circular and oval flanged rings for connecting ducting and method of making
JP2002059231A (ja) * 2000-08-10 2002-02-26 Komatsu Ltd 旋回輪取付台座の製造方法およびその台座
CN101579804A (zh) * 2009-06-04 2009-11-18 航天材料及工艺研究所 一种大尺寸薄壁无焊缝钛合金筒形件整体成形方法
JP2015039712A (ja) * 2013-08-22 2015-03-02 トピー工業株式会社 車両用ホイールディスクの製造方法
CN105710182A (zh) * 2016-02-18 2016-06-29 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种长筒件板材旋压成形方法
CN108500108A (zh) * 2017-02-27 2018-09-07 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种带内环向筋筒体旋压工装及成形方法
CN108580638A (zh) * 2018-04-03 2018-09-28 航天材料及工艺研究所 一种大长径比薄壁铝合金异形构件旋压成形方法
CN109622712A (zh) * 2018-12-05 2019-04-16 北京蓝箭空间科技有限公司 一种用于火箭发动机的推力室成型方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
工艺参数对筒形件错距正旋成形尺寸精度的影响;吕伟;樊文欣;陈东宝;桑满仙;;锻压技术(第08期);全文 *

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