CN112404228A - 一种用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备 - Google Patents

Abstract

本发明的一种用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，属于贮箱箱底旋压成形技术领域，包括复合尾顶装置、定位装置和旋压芯模，旋压芯模的中心处设有定料杆，旋压芯模的一端通过连接法兰与旋压设备的主轴固定连接，定位装置设置在旋压芯模上，且定位装置用于找正旋轮和旋压芯模的相对位置；复合尾顶装置包括外顶块、外尾顶、内尾顶和内顶块，内尾顶和内顶块通过螺栓固定连接，内尾顶固定在设备尾顶上，外尾顶和外顶块通过螺栓固定连接。通过复合尾顶装置能够增加对坯料的压料摩擦力，有效防止产品成形过程中出现打滑现象，并且本发明通过退料装置能够实现将产品顶出旋压芯模。

Description

一种用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备

技术领域

本发明涉及贮箱箱底旋压成形技术领域，具体讲是一种用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备。

背景技术

箱底是运载火箭燃料贮箱重要的结构部件，在服役条件下承受复杂的动态载荷作用，力学性能的可靠性要求很高。火箭助推贮箱采用5A06铝合金材料，每个箱底均是采用1个顶盖17和6个瓜瓣18分体成形后组焊而成；如图1所示，其中箱底的瓜瓣18和顶盖17均是先采用带压边筋的模具对产品进行机械拉深，之后更换模具，采用多次机械凸孔完成翻边孔的成形，工艺流程约23 道工序，还需配以退火和手工打磨。现有生产工艺存在加工工序多，流程长，劳动强度高；零件成形精度较低，缺乏互换性，生产效率低；还存在瓜瓣顶盖间焊缝19以及瓜瓣之间焊缝20，需要额外进行清理，产品可靠性较低等问题，因此需要开展大型贮箱箱底的整体化制造。

引用申请号为CN201910791427.0的发明公开的一种用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，包括以下步骤1)预成形、2)旋压成形、3)翻孔成形、4)热处理、5)校形。在液压机上利用拉深模具将圆形板坯逐渐压制成浅碟形工件，且在浅碟形工件的中心位置采用车削或等离子切割方式开设通孔；将通过步骤1)得到的浅碟形工件固定在旋压机上，通过旋压旋轮对浅碟形工件的侧边进行旋压成形，直至满足型面要求为止；将通过步骤2)的浅碟形工件固定在液压机上，在液压机上通过翻孔模具实现贮箱整体箱底的翻孔成形。本发明的优点在于可实现贮箱箱底柔性整体成形，设备和工艺装备要求低，大幅降低了箱底的生产周期和劳动强度，有效提高了箱底的制造精度和可靠性。

但是，上述发明在实际生产过程中依旧存在以下问题：第一、大尺寸碗状曲面旋压工装使用过程中，存在产品成形过程中发生打滑现象，而上述装置在实际工作的过程中无法避免箱底成形过程中的打滑现象，进而无法保证旋压过程稳定性，需要进行改进；第二、上述旋压装置还存在无法自动对产品进行退料，使产品成形后抱死无法进行退料，需要工人花费较多的时间和精力进行退料，影响了对贮箱箱底的整体旋压成形进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，以解决现有技术中无法避免箱底成形过程中的打滑现象以及无法自动对产品进行退料的技术问题。

本发明的技术方案是：包括复合尾顶装置、定位装置和旋压芯模，所述旋压芯模的中心处设有定料杆，所述旋压芯模的一端通过连接法兰与旋压设备的主轴固定连接，复合尾顶装置安装在设备尾顶上，所述定位装置设置在旋压芯模上，且定位装置用于找正旋轮和旋压芯模的相对位置；

所述复合尾顶装置包括外顶块、外尾顶、内尾顶和内顶块，所述内尾顶和内顶块通过螺栓固定连接，所述外顶块套设在内尾顶上，所述内尾顶固定在设备尾顶上，所述外尾顶和外顶块通过螺栓固定连接，所述外尾顶固定在设备尾顶上。

进一步的，为了找正旋压设备的旋轮和旋压芯模相对位置，所述定位装置包括有标定块和与标定块插接配合的定位插销。

进一步的，为了提高本装置的旋压成形尺寸精度，所述旋压芯模的成形曲面由椭圆

绕X轴旋转360°而成，其中X轴为长轴，Y轴为短轴。

进一步的，还包括用于对产品进行下料的退料装置。

进一步的，所述退料装置为两组退料组件，每组退料组件均对应一个设备顶出缸，每组退料组件均包括退料块和转接块，所述转接块和与其对应的设备顶出缸的输出端螺纹连接，所述退料块通过螺栓固定在转接块上。

进一步的，所述退料装置还可以为两个呈半圆形结构的退料环，两个所述退料环之间设有与两者固定连接的承力凸台，所述承力凸台通过螺栓、螺母连接组成一个整环。

进一步的，所述退料环通过连接螺栓与旋压芯模相连接。

进一步的，为了便于对旋压芯模进行快速安装，所述定料杆与旋压芯模的连接处设有起吊环。

更进一步的，为了保证旋压芯模的使用强度同时还能够减轻重量，所述旋压芯模采用网格状的网格肋结构。

本发明通过改进在此提供一种用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一，本发明设有复合尾顶装置，通过复合尾顶装置能够增加对坯料的压料摩擦力，有效防止产品成形过程中出现打滑现象，具体的，使用过程中，旋压设备的尾顶先通过内尾顶与内顶块接触，来驱动内顶块将坯料压紧在芯模上，压紧面积由预成形坯料底部曲面尺寸决定，待产品的部分曲面旋压成形后，旋压设备的尾顶驱动外顶块压紧这部分曲面，继续旋压成形其余产品曲面；以完成将坯料压紧到旋压芯模上；以解决现有技术中无法避免箱底成形过程中的打滑现象的技术问题。

其二，本发明采用两种退料方式，第一种为退料块和转接块；将产品转接块通过以螺纹连接的方式分别与设备顶出缸连接，来使退料块安装于设备顶出缸上，使用过程中设备顶出缸推动退料块施加作用力于产品，将产品顶出旋压芯模，该退料方式结构简单、使用灵活；

第二种为退料环，两个退料环之间设有与两者固定连接的承力凸台；工作者手动通过连接螺栓将退料环安装在旋压芯模上，设备顶出缸直接施加作用力于退料环将产品退出；两个半圆形的退料环连接处采用承力凸台结构，以承受退料过程中轴向作用力，防止连接螺栓受力发生断裂；与实施例一中的退料块和转接块作为退料方式相比，该方案的退料环结构，设备顶出缸施加在产品上的顶出力均匀，不会出现偏载问题；以解决现有技术中无法自动对产品进行退料的技术问题。

其三，为了便于对旋压芯模进行快速安装，定料杆与旋压芯模的连接处设有起吊环；通过起吊环能够便于工作者使用起吊装置将旋压芯模与旋压设备的主轴固定连接。

其四，网格状的网格肋结构能够保证旋压芯模的使用强度，还能够同时减轻旋压芯模的重量，降低使用成本，并且保证起吊的安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1为现有技术中的火箭贮箱结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的局部结构示意图；

图4为本发明提供的第一实施例中的退料装置结构示意图。

附图标记说明：

1、退料装置；2、退料环；3、旋压芯模；4、起吊环；5、外顶块；6、外尾顶；7、设备尾顶；8、内尾顶；9、内顶块；10、定料杆；11、标定块； 12、定位插销；13、设备顶出缸；14、旋压设备；15、转接块；16、退料块； 17、顶盖；18、瓜瓣；19、瓜瓣顶盖间焊缝；20、瓜瓣之间焊缝。

具体实施方式

下面将结合附图1至图4对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本发明通过改进在此提供一种用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，如图1-图4所示，包括复合尾顶装置、定位装置和旋压芯模3，所述旋压芯模3的中心处设有定料杆10，所述旋压芯模3的一端通过连接法兰与旋压设备14的主轴固定连接，复合尾顶装置安装在设备尾顶7上，所述定位装置设置在旋压芯模3上，且定位装置用于找正旋轮和旋压芯模的相对位置；旋压设备14、设备顶出缸13和设备尾顶7均为现有技术，在此不再进行赘述；

所述复合尾顶装置包括外顶块5、外尾顶6、内尾顶8和内顶块9，所述内尾顶8和内顶块9通过螺栓固定连接，所述外顶块5套设在内尾顶8上，所述内尾顶8固定在设备尾顶7上，所述外尾顶6和外顶块5通过螺栓固定连接，所述外尾顶6固定在设备尾顶7上；复合尾顶装置能够增加对坯料的压料摩擦力，有效防止产品成形过程中出现打滑现象。

工作者手动安装定料杆10在旋压芯模3的中心处，将坯料套装在定料杆10 上后，由旋压设备14的尾顶工作，旋压设备14的尾顶先通过内尾顶8与内顶块 9接触，来驱动内顶块9将坯料压紧在芯模3上，压紧面积由预成形坯料底部曲面尺寸决定，待产品的部分曲面旋压成形后，旋压设备14的尾顶驱动外顶块5 压紧这部分曲面，继续旋压成形其余产品曲面，以完成将坯料压紧到旋压芯模3上；旋压设备14主轴旋转带动坯料和复合尾顶装置同步旋转，旋压设备14 的旋轮旋转施加作用力于坯料上，促使其发生塑性变形贴合到旋压芯模3上；旋压完成后，复合尾顶装置退出，通过退料装置1，将产品从旋压芯模3上退出，以完成对产品的旋压作业。

如图3所示，为了找正旋压设备14的旋轮和旋压芯模3相对位置，具体的，所述定位装置包括有标定块11和与标定块11插接配合的定位插销12；标定块 11用于找正旋压设备14的旋轮和旋压芯模3相对位置；工作者通过定位插销12 与标定块11插接配合，能够完成对定位装置的限位。

为了提高本装置的旋压成形尺寸精度，具体的，所述旋压芯模的成形曲面由椭圆

绕X轴旋转360°而成，其中X轴为长轴，Y轴为短轴；通过将旋压芯模3的成形曲面方程优化后得到了预期的箱底曲面，成形尺寸精度满足要求。

如图4所示，具体的，还包括用于对产品进行下料的退料装置1，现有技术中的旋压设备14上设有设备顶出缸13；设备顶出缸13工作能够使其输出端向旋压芯模3的方向移动，以使退料块16施加作用力于产品，将产品顶出旋压芯模3。

具体的，所述退料装置1为两组退料组件，每组退料组件均对应一个设备顶出缸14，每组退料组件均包括退料块16和转接块15，所述转接块15和与其对应的设备顶出缸14的输出端螺纹连接，所述退料块16通过螺栓固定在转接块15上；将产品转接块15通过以螺纹连接的方式分别与设备顶出缸13连接，来使退料块16安装于设备顶出缸13上，使用过程中设备顶出缸13推动退料块 16施加作用力于产品，将产品顶出旋压芯模3，该退料方式结构简单、使用灵活。

为了便于对旋压芯模3进行快速安装，具体的，所述定料杆10与旋压芯模 3的连接处设有起吊环4；通过起吊环4能够便于工作者使用起吊装置将旋压芯模3与旋压设备14的主轴固定连接。

为了保证旋压芯模3的使用强度同时还能够减轻重量，进一步的，所述旋压芯模3采用网格状的网格肋结构。网格状的网格肋结构能够保证旋压芯模3 的使用强度，还能够同时减轻旋压芯模3的重量，降低使用成本，并且保证起吊的安全性。

实施例二：

基于本申请的第一实施例提供的用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，本申请的第二实施例提出另一种用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备。第二实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

下面结合附图和实施方式对本发明的第二实施例作进一步说明。

具体的，所述退料装置1为两个呈半圆形结构的退料环2，两个所述退料环2之间设有与两者固定连接的承力凸台，所述承力凸台通过螺栓、螺母连接组成一个整环；工作者手动通过连接螺栓将退料环2安装在旋压芯模3上，设备顶出缸13直接施加作用力于退料环2将产品退出；与实施例一中的退料块16 和转接块15作为退料方式相比，该方案的退料环2结构，设备顶出缸13施加在产品上的顶出力均匀，不会出现偏载问题；两个半圆形的退料环2连接处采用承力凸台结构，以承受退料过程中轴向作用力，防止连接螺栓受力发生断裂。

具体的，所述退料环2通过连接螺栓与旋压芯模3相连接；工作者手动通过连接螺栓将退料环2安装在旋压芯模3上，以完成对退料环2的固定工作，退料环2设计为分瓣螺接结构，能够有效避免对旋压芯模3的安装造成干涉。

本发明的工作原理：工作者手动安装定料杆10在旋压芯模3的中心处，将坯料套装在定料杆10上后，由旋压设备14的尾顶工作，旋压设备14的尾顶先通过内尾顶8与内顶块9接触，来驱动内顶块9将坯料压紧在芯模3上，压紧面积由预成形坯料底部曲面尺寸决定，待产品的部分曲面旋压成形后，旋压设备14的尾顶驱动外顶块5压紧这部分曲面，继续旋压成形其余产品曲面，以完成将坯料压紧到旋压芯模3上；

之后，旋压设备14主轴旋转带动坯料和复合尾顶装置同步旋转，旋压设备14的旋轮旋转施加作用力于坯料上，促使其发生塑性变形贴合到旋压芯模3 上；旋压完成后，复合尾顶装置退出，通过退料装置1，将产品从旋压芯模3 上退出，以完成对产品的旋压作业。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，其特征在于：包括复合尾顶装置、定位装置和旋压芯模(3)，所述旋压芯模(3)的中心处设有定料杆(10)，所述旋压芯模(3)的一端通过连接法兰与旋压设备(14)的主轴固定连接，复合尾顶装置安装在设备尾顶(7)上，所述定位装置设置在旋压芯模(3)上，且定位装置用于找正旋轮和旋压芯模的相对位置；

所述复合尾顶装置包括外顶块(5)、外尾顶(6)、内尾顶(8)和内顶块(9)，所述内尾顶(8)和内顶块(9)通过螺栓固定连接，所述外顶块(5)套设在内尾顶(8)上，所述内尾顶(8)固定在设备尾顶(7)上，所述外尾顶(6)和外顶块(5)通过螺栓固定连接，所述外尾顶(6)固定在设备尾顶(7)上。

2.根据权利要求1所述的用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，其特征在于：所述定位装置包括有标定块(11)和与标定块(11)插接配合的定位插销(12)。

3.根据权利要求1所述的用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，其特征在于：所述旋压芯模(3)的成形曲面由椭圆

绕X轴旋转360°而成，其中X轴为长轴，Y轴为短轴。

4.根据权利要求1所述的用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，其特征在于：还包括用于对产品进行下料的退料装置(1)。

5.根据权利要求4所述的用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，其特征在于：所述退料装置(1)为两组退料组件，每组所述退料组件均包括退料块(16)和转接块(15)，所述转接块(15)和与其对应的设备顶出缸(13)的输出端螺纹连接，所述退料块(16)通过螺栓固定在转接块(15)上。

6.根据权利要求4所述的用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，其特征在于：另一个所述退料装置(1)为两个呈半圆形结构的退料环(2)，两个所述退料环(2)之间设有与两者固定连接的承力凸台，所述承力凸台通过螺栓、螺母连接组成一个整环。

7.根据权利要求6所述的用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，其特征在于：所述退料环(2)通过连接螺栓与旋压芯模(3)相连接。

8.根据权利要求1所述的用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，其特征在于：所述定料杆(10)与旋压芯模(3)的连接处设有起吊环(4)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于贮箱箱底整体旋压成形工艺装备，其特征在于：所述旋压芯模(3)采用网格状的网格肋结构。

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