[发明专利]一种带纵向内筋的薄壁筒体的加工旋轮及基于其的加工方法

说明书

本发明公开了一种带纵向内筋的薄壁筒体的加工旋轮及基于其的加工方法，属于薄壁筒体加工领域。本发明的带纵向内筋的薄壁筒体的对轮旋压的加工方法，采用内外旋轮配合使用，通过内外旋轮的旋转和挤压实现壁厚减薄、长度伸长和内筋成形，且采用三级成型，聚料内旋轮和第一外旋轮进行初步成型，在圆筒形坯料上留下宽内筋，之后中间内旋轮和第二外旋轮、校形内旋轮和第三外旋轮依次经过聚料内旋轮和第一外旋轮的路径，圆筒形坯料进行三次变形，最终形成内筋；本发明的加工方法，通过旋压工艺一次性实现了带筋大型薄壁筒体的塑性成形，加工效率高、无焊缝质量好、节约材料和能量、生产成本低。

技术领域

本发明属于薄壁筒体加工领域，尤其是一种带纵向内筋的薄壁筒体的加工旋轮及基于其的加工方法。

背景技术

带有纵向内筋的大型薄壁筒体为运载火箭燃料箱、发动机壳体的主要组成部分。此类零件具有直径大、壁厚薄、加工精度和质量要求高的特点，制造难度极大，为典型的航天工业卡脖子技术。目前，国内外仅有两种有效的方法加工此类零件，“滚弯成形+化学铣削+焊接”或“高速数控铣削+等距压弯成形+焊接”的工艺路线，存在工艺复杂、生产效率低、质量难以保证、成本高、材料和能量浪费严重等不足。而传统的芯模旋压工艺等技术在生产此类大型件时模具成本过高、适应性差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的大型薄壁筒体加工工艺复杂、生产效率低、质量难以保证的缺点，提供一种带纵向内筋的薄壁筒体的加工旋轮及基于其的加工方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种带纵向内筋的薄壁筒体的对轮旋压的加工方法，包括以下步骤：

1)将圆筒形坯料固定于主轴转盘上，两者同轴线；

2)将聚料内旋轮安装在圆筒形坯料内侧，第一外旋轮安装在对应的外侧；

将中间内旋轮安装在圆筒形坯料内侧，第二外旋轮安装在对应的外侧；

将校形内旋轮安装在圆筒形坯料内侧，第三外旋轮安装在对应的外侧；

其中，聚料内旋轮、中间内旋轮、校形内旋轮在径向对称分布，并在给进方向依次排布；

3)启动主轴转盘，圆筒形坯料随之转动；

聚料内旋轮、中间内旋轮和校形内旋轮进行同步转动且沿进给方向运动，三者对应的外旋轮与内旋轮进行同步运动；

4)加工预设长度后，将聚料内旋轮、中间内旋轮、校形内旋轮、第一外旋轮、第二外旋轮、第三外旋轮拆卸掉，并停止主轴转盘的旋转，之后取下加工后的圆筒形坯料(1)，切除固定端后，得到大型带内筋薄壁筒体。

进一步的，在步骤2)中，聚料内旋轮和第一外旋轮顶端的间距小于圆筒形坯料的壁厚；

中间内旋轮和第二外旋轮的顶端间距小于聚料内旋轮和第一外旋轮顶端的间距；

校形内旋轮和第三外旋轮的顶端间距小于中间内旋轮和第二外旋轮的顶端间距。

进一步的，步骤3)中，具体的加工过程为：

聚料内旋轮和第一外旋轮经过时将圆筒形坯料的壁厚减薄，并在内壁上留下宽内筋；

中间内旋轮经过聚料内旋轮的路径，将圆筒形坯料的壁厚进一步减薄，并使宽内筋发生变形，在内壁上留下中间内筋；

校形内旋轮经过中间内旋轮的路径，将圆筒形坯料的壁厚进一步减薄，并使中间内筋发生变形，在内壁上留下最终内筋。

一种带纵向内筋的薄壁筒体的加工旋轮，包括聚料内旋轮、中间内旋轮、校形内旋轮、第一外旋轮、第二外旋轮、和第三外旋轮；