[发明专利]一种张力滚珠旋压方法

说明书

本发明提出一种张力滚珠旋压方法，通过旋压毛坯准备、旋压设备准备、确定旋压程序、旋压毛坯安装和旋压等步骤制备特薄壁筒形件。本发明采用外旋压技术结合滚珠旋压和张力旋压，满足特薄壁筒形件精度高、成品率高、生产效率高的整体旋压成形；本发明在滚珠旋压工艺上增加张力功能，旋压工件在旋压过程中始终承受一个纵向张力的作用，解决了特薄壁筒形件壁厚过薄造成的工件刚度不足、材料在旋压变形过程中旋轮前隆起过大、掉料、鼓包等现象。

技术领域

本发明涉及一种张力滚珠旋压方法，属于金属管材旋压成型技术领域。

背景技术

滚珠旋压是一种连续的局部多点塑性变形成形工艺，属于强力旋压范畴。其成形区相对较小，力学载荷较小且沿周向对称,通过滚珠旋压加工而成的管件壁厚可达0.04-0.2毫米,壁厚差允许为5微米,长径比为30-60,尺寸精度非常高，因而广泛应用于在航空航天、机械和民用工业领域的精密超薄壁管生产。

由于滚珠机构结构及功能的特点，在旋制小直径特薄壁(直径50毫米，壁厚0.2毫米以下)筒形件时，滚珠旋压的压力直接作用在管件外表面，并沿壁厚方向由外层向内层传递，外层变形量大于内层，这种变形不均匀性极易引起滚珠前方金属的堆积、隆起甚至剥皮等问题。

传统的旋轮变薄旋压可以生产较大尺寸的薄壁筒形件(直径60毫米、壁厚0.5毫米以上)，但对于特薄壁(直径50毫米、壁厚0.2毫米以下)筒形件的加工，由于工件刚度很低，工件极易产生鼓包、撕裂等现象，且加工精度和表面光洁度相对较低，不适用于特薄壁筒形件的加工。

为解决旋压时材料在旋压变形过程中在滚珠前隆起、流动不畅等问题，马世成等人提出了一种在旋压毛坯自由端施加纵向拉力的思路；《一种正旋旋压方法》中提到一种张力旋压方法，在管形件自由端施加恒张力，浮动芯模与管形件同步旋转。但这种方式主要针对大直径超长薄壁筒体的加工，对于特薄壁筒形件而言，在轴向张力作用下承受有利的轴向力，同时不可避免受到径向力，使得特薄壁筒形件扭转变形，影响了产品的形状和尺寸精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种精度高、成品率高、生产效率高的张力滚珠旋压方法。

本发明的技术解决方案：一种张力滚珠旋压方法，通过以下步骤实现：

第一步，旋压毛坯准备，所述的旋压毛坯包括外翻边凸缘端和收口端；

将薄板弯曲焊接成直筒形结构的旋压毛坯，并对一端进行收口处理，另一端进行翻边处理，焊缝要求符合Ⅱ级焊缝质量标准；

旋压毛坯具体尺寸的设定为本领域公知技术，内容详见国防工业出版社出版的陈述先等著的《强力旋压工艺与设备》等文献。

具体如下：

(1)确定旋压毛坯壁厚t1

依据旋压设备的旋压力大小，依据旋压产品的壁厚要求、所旋压的材料的极限减薄率、旋压道次的安排等计算旋压毛坯的壁厚t1。

(2)确定毛坯的理论长度L1

根据特薄壁筒形件最终产品结构的长度、壁厚和上文确定的旋压毛坯壁厚t1，依据旋压工件等体积原则计算得到毛坯理论长度，并考虑旋压毛坯两端预留安装定位的工艺余量确定毛坯的理论长度L1。

(3)确定旋压毛坯的外径ΦD2及内径ΦD1