[发明专利]一种全电伺服立式三对轮主动强力旋压设备有效

专利信息
申请号: 201910662560.6 申请日: 2019-07-22
公开(公告)号: CN110479837B 公开(公告)日: 2020-08-14
发明(设计)人: 赵升吨;李帆;朱成成;范淑琴;蒋红 申请(专利权)人: 西安交通大学
主分类号: B21D22/16 分类号: B21D22/16
代理公司: 北京市诚辉律师事务所 11430 代理人: 范盈
地址: 710049 陕西省西*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 伺服 立式 三对 主动 强力 设备
【说明书】:

发明属于旋压加工技术领域,具体涉及一种全电伺服立式三对轮主动强力旋压设备,包括机架,所述机架包括底板,底板上设置工件主动旋转机构和内旋轮进给机构,机架上设置有外旋轮进给机构;外旋轮进给机构上设有外旋轮主动旋转机构;外旋轮主动旋转机构包括外旋轮主动旋转电机和外旋轮,内旋轮进给机构包括内旋轮;工件主动旋转机构用于夹紧待加工的筒体坯料,并使待加工的筒体坯料绕自身轴线旋转;所述外旋轮和内旋轮配合,实现对待加工的筒体坯料的旋压加工。本发明使用旋轮主动旋转和工件转盘主动旋转复合的方式,旋压部位的筒体材料应力状态与对轮被动旋压存在显著的差异,提高了筒形件壁厚的减薄率,改善了材料加工硬化性能。

技术领域

本发明属于旋压加工技术领域,具体涉及一种全电伺服立式三对轮主动强力旋压设备。

背景技术

重型火箭使用的大尺寸高强度的金属薄壁筒形件包括火箭发动机的芯级箭体、燃料储箱和推进器发动机外壳等,这些大尺寸薄壁筒体具有相当大的加工难度。

目前传统的大直径薄壁筒体加工工艺主要包括板材卷焊和芯模旋压等。

板材卷焊是制造大直径薄壁筒体的一种简单易行且高效的方案,但是卷焊筒体的焊缝处材料性能、应力状态依然劣于母材。并且焊接引起的局部热变形严重影响工件尺寸精度与表面质量。

芯模旋压是一种常用的无缝筒制造技术,在成形壁薄、质轻、强度高、精度高的筒体零件方面优势突出。传统芯模旋压系统中,坯料内表面紧靠芯模且坯料端部靠在芯模肩台,当毛坯和芯模随主轴旋转后,旋轮同时与芯模母线保持给定距离,并作平行于芯模轴线方向的进给运动,逐渐挤压坯料,实现筒体成形。

对轮强力旋压由芯模旋压基础上发展而来,采用内旋轮代替了芯模,对筒坯内外表面同时加工。对轮旋压可根据工件尺寸要求调整旋轮位置,实现不同直径、壁厚筒形件的柔性加工。

这两种工艺应用于大尺寸薄壁筒体的加工时,均存在一些缺点:

(1)单件或极小批量的大型火箭发动机的大尺寸薄壁筒体采用传统的芯模旋压方式,存在着柔性差、成本高、内外层表面性能不一致、工件装卸困难且耗时等不足;

(2)大直径薄壁筒体的高度大,筒壁扭转刚度低,若采用筒体由筒底的动力源单独驱动旋转的传统对轮旋压方式,则强力旋压的大扭矩、大旋压力易使筒壁发生屈曲变形及巨大的扭转弹性变形,造成单次强旋时壁厚减薄率受限、生产效率降低,同时筒壁的扭转弹性变形也易造成强旋时筒壁的尺寸精度无法得到保障。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题,本发明提出一种全电伺服立式三对轮主动强力旋压设备,使用旋轮主动旋转和工件转盘主动旋转复合的方式,旋压部位的筒体材料应力状态与对轮被动旋压存在显著的差异,提高了筒形件壁厚的减薄率,改善了材料加工硬化性能。

本发明解决上述问题的技术方案是:一种全电伺服立式三对轮主动强力旋压设备,其特殊之处在于:

包括机架,所述机架包括底板,所述底板上设置工件主动旋转机构和内旋轮进给机构,所述机架上设置有外旋轮进给机构;所述外旋轮进给机构上设有外旋轮主动旋转机构;所述外旋轮主动旋转机构包括外旋轮主动旋转电机和外旋轮,内旋轮进给机构包括内旋轮;

所述工件主动旋转机构用于夹紧待加工的筒体坯料,并使待加工的筒体坯料旋转;所述外旋轮进给机构可使外旋轮在筒体坯料的轴向和径向进行移动,所述外旋轮主动旋转电机带动外旋轮旋转;所述内旋轮进给机构可使内旋轮在筒体坯料的轴向和径向进行移动,外旋轮和内旋轮配合,实现对待加工的筒体坯料的旋压加工。

进一步地,上述外旋轮进给机构包括外旋轮径向进给机构和外旋轮轴向进给机构;

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