[发明专利]波纹管类薄壁零件缩颈旋压数控成型设备

说明书

本发明提供一种波纹管类薄壁零件缩颈旋压数控成型设备，包括机床、依次设置于机床上的主轴装置、旋轮装置、尾顶装置，主轴装置和尾顶装置之间设置芯模与套装在芯模外的波纹模具。其中，旋轮装置包括旋轮架和旋轮，旋轮装置与机床滑动连接；旋轮架上设置加工区域，所述芯模的一端与主轴装置中的主轴连接，波纹模具穿过旋轮架上的加工区域并与尾顶装置连接；旋轮设置于旋轮架内且可相对于芯模径向伺服进给。尾顶装置包括尾座架体和尾顶，尾座架体与机床滑动连接，尾顶安装于尾座架体上并可进行轴向进给及径向横移，波纹模具外壁均布环状凸模。其消除了波纹管传统拼焊工艺的横纵焊缝以及焊缝交叉区域容易出现焊接缺陷的质量隐患。

技术领域

本发明属于管类零件旋压设备技术领域，具体涉及一种大型、薄壁的管类零件缩颈旋压装置。

背景技术

隧道管是我国航天型号产品输送燃料的管道，其质量会直接影响着型号产品的可靠性。据了解，美国、日本等发达国家已经采用旋压工艺整体成型大直径的隧道管，整体旋压成形工艺可以有效避免传统焊接工艺的纵横焊缝对产品质量的影响，显著提高型号的产品可靠性。由于该技术涉及最先进的航天产品制造工艺，这些国家针对该项技术及相关的大型旋压设备对我国进行技术封锁，目前国内隧道管多采用传统拼焊工艺成型，与国际水平差距较大。

目前，关于隧道管类大型薄壁复杂零件的加工，国内通常采用传统的拼焊工艺获得，具体为：采用传统的铝合金平板，先压出凸筋，再卷焊成波纹管，最后将多节波纹管拼焊为隧道管。采用这种方法成形的隧道管上含有一条贯通全长的纵向焊缝和多条环向焊缝，过长的焊缝以及纵缝与环缝交错出现，会导致横纵焊缝交叉区域产生大量的焊接缺陷，并且应力腐蚀及燃料腐蚀也相当严重，密封性能难以保证，质量控制难度大，其质量隐患会直接影响着型号产品的可靠性，无法满足新型型号产品的要求。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供波纹管类薄壁零件缩颈旋压数控成型设备，实现旋压规格以内的隧道管类产品并在航天型号研制上得到实际应用，从而填补国内相关技术的空白，提升国内航天制造技术水平。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：波纹管类薄壁零件缩颈旋压数控成型设备，包括机床、依次设置于机床上的主轴装置、旋轮装置、尾顶装置，主轴装置和尾顶装置之间设置芯模与套装在芯模外的波纹模具；其中，旋轮装置包括旋轮架和旋轮，旋轮装置与机床滑动连接并可以在主轴装置与尾顶装置之间伺服运动；旋轮架上设置加工区域，所述芯模的一端与主轴装置中的主轴连接，波纹模具穿过旋轮架上的加工区域并与尾顶装置连接；旋轮设置于旋轮架内且可相对于芯模径向伺服进给。尾顶装置包括尾座架、尾顶架和尾顶，尾座架与机床滑动连接并可相对于芯模的端部轴向靠近或远离，尾顶架滑动安装于尾座架上端并可相对于芯模径向移动，尾顶架上设置油缸，尾顶安装于油缸活塞杆的端部并在油缸的驱动下相对于芯模轴向进给，所述尾顶与芯模的端部形状适配；波纹模具外壁均布环状凸模。

本发明提供的管类零件缩颈旋压装置，其使用方法是：将待加工的薄壁金属管坯料套在波纹模具外并固定，控制尾顶机构的尾顶将芯模与波纹模具顶紧，启动主轴箱，主轴带动芯模、波纹模具、坯料周向旋转，启动旋轮并控制旋轮相对于坯料轴向进给与径向进给，在旋轮的旋压与波纹模具的限制下将坯料旋压成型。

优化的，上述管类零件缩颈旋压装置还包括设置于主轴装置与旋轮装置之间的防护罩，所述防护罩与旋轮架可拆卸连接并与旋轮架同步移动，通过防护罩阻止旋压过程中旋压处的冷却液或火化溅出，从而保护附近的工作人员；可进一步在防护罩侧面设置窗口，便于工作人员观察旋压情况。

优化的，所述波纹模具包括筒状的基模，基模一端的筒壁径向向外凸出形成环状凸模，环状凸模的端口内部设置与基模另一端筒口尺寸适配的环形凹槽，若干基模通过环形凹槽与筒口的依次插接得到波纹模具，这样可以根据需要旋压管件的长度而选择合适数量的基模拼接成适用的波纹模具。