[发明专利]一种筒形件错距旋压加工旋轮错距量的调整方法

说明书

一种筒形件错距旋压加工旋轮错距量的调整方法，在充分考虑坯料受力均衡性的基础上，根据旋压毛坯形状尺寸及首道次压下量精确确定旋轮轴向错距量以改善现有技术的不足，避免在调整旋轮轴向错距量时存在的盲目性和不确定性，确保起旋时旋轮能同时与毛坯接触，提高了筒形件错距旋压的稳定性和成形精度。试验证明，本发明所阐述的错距量调整方法对旋轮进行轴向调整，然后进行旋压，结果显示：筒形件的直线度提高约10％，壁厚差减小约5％，有效使用长度增加约5％。

技术领域

本发明涉及一种筒形件错距旋压加工时旋轮错距量的调整方法，属于薄壁回转体类金属构件制造技术领域。

背景技术

旋压成形技术是一种先进制造工艺技术，它通过旋转使工件受力点由点到线，再由线到面，同时在某个方向施加一定压力，使金属材料沿特定方向变形和流动，从而完成工件加工。旋压技术是一种综合了锻造、挤压、拉拔、环轧、滚压等技术特点的先进制造技术，相比车削加工，旋压技术解决了薄壁回转体零件加工时存在的刚度低、颤动大、精度低等问题，在航空航天领域获得广泛应用。如固体火箭发动机金属壳体，火箭、导弹等的储箱、飞机油箱、气瓶内衬等。

随着航空航天工业的发展，一些新型飞行器对轻质、高强的薄壁回转体零件提出更多需求，以此来满足其高机动性、远射程等要求，同时新型军事变革使得武器装备的高效能低成本制造成为行业发展的共识。采用旋压成形技术加工该类零件，不但能提高产品的使用寿命，还能大幅提高材料的利用率，降低制造成本。

目前，在旋压加工领域常用的加工方式分为同步旋压和错距旋压两种。其中同步旋压是指两个及以上的旋轮中心位于同一横截面上(旋轮规格一致)，错距旋压则是两个及以上旋轮在轴向和径向错开一定距离，把一道工序的压下量分配给数个旋轮分别承担。与同步旋压相比，错距旋压改善了变形区的状态，克服了厚壁毛坯大压下量旋压时存在的工艺参数和旋轮型面适应范围窄的问题，是提高生产效率和工件质量的有效方法，在实际生产中获得广泛应用。

如上所述，错距旋压是将数个旋轮组合在一起使用的。然而这是应用上的组合，而不是将它们固定在一起的组合。应用组合是指旋轮的不同规格(成形角α_r、旋轮圆角半径r、退出角β等)、旋轮之间的相互位置、及径向压下量及分配、轴向错距量、旋轮的周向分布情况等因素之间的随机组合。在实际应用中，由于影响因素较多，逐次考虑每种组合对成形质量的影响情况既不具备实用性也不具有经济性，通常情况下，旋轮规格根据加工材料、毛坯厚度、旋完工件表面粗糙度等确定，考虑到旋压时，坯料受力的均衡性，旋轮周向一般为均匀分布，因此应用错距旋压时，主要考虑的因素集中为旋轮径向压下量及分配、轴向错距量。

每一道次压下量ΔT一般是根据工艺流程、工件结构、旋前毛坯壁厚及设备功能确定的。采用错距旋压时，每个旋轮径向压下量的分配目前大致采用两种方法：一为等量分配，即各取1/m(m为旋轮数量)；二为不等量分配，即按各个旋轮型面，坯料强化状况估计，使各个旋轮所受径向力大致相等。方法一实施起来比较方便，实用性强；方法二坯料受力均衡性好，旋压精度高，但计算压下量分配过程比较麻烦。