[发明专利]一种带叉形环结构封头的旋压成形方法

说明书

本发明公开了一种带叉形环结构封头的旋压成形方法，带叉形环结构封头口部具有复杂结构，其它部位型面结构简单，可在坯料状态下先进行机加工，然后旋压成形；与旋压后再进行厚度机加工相比，机加工产品的高度较低，机加工难度要小，避免旋压后机加工厚度可能遇到的很多困难，有利于提高生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及钣金成形，金属塑性加工领域，具体涉及一种带叉形环结构封头的旋压成形方法。

背景技术

旋压成形是一种特种塑性成形工艺。旋压过程中，将坯料装夹在型胎或夹具上，并随型胎转动，旋轮在坯料的一侧推挤坯料，使得坯料产生形状和厚度变化。旋压成形常用于金属材料薄壁回转构件的成形制造，广泛用于航空航天、石油化工等领域。

封头是旋压成形常见的产品。旋压成形的封头零件，母线可以为较复杂形状，比如直线段、圆弧或椭圆弧。

现有技术中，具有厚度变化的封头，一般采用旋压成形后机加工厚度的方法来完成零件的加工，该方法适用各类封头零件。旋压成形后，封头深度较大，厚度机加工难度也较大。

专利CN106694906A公开了一种大直径薄壁叉形环加工方法，通过机械加工的方式，先加工大端再加工小端，热应力处理之后，确定基准面，再反复多次交叉去除形变余量，再释放内应力，再次交叉去除形变余量。粗车完后大端留压边，精车内外形采用交叉去除内外形余量的方法使内应力均匀释放，以防内应力释放导致已加工面变形引起超差。该方法采用纯机加工工艺，对于带叉形环结构的封头，封头深度较大，厚度机加工难度也较大。

专利CN110479927A公开了一种大型薄壁叉形环件约束径轴向轧制成形方法，包括以下步骤：S1、将矩形环坯放入主动辊和芯辊之间，主动辊的轴线和的芯辊轴线平行，所述主动辊上方设置有轴向轧辊；S2、位于主动辊一侧的轴向轧辊沿主动辊径向方向移动到矩形环坯上方，主动辊带动矩形环坯绕中心轴以转速n1作匀速转动，芯辊以速度v1沿径向方向做进给运动挤压矩形环坯内壁；S3、轴向轧辊以转速n2绕自身轴线作匀速转动；轴向轧辊以速度v2垂直向下做直线进给运动挤压矩形环坯上端面；S4、顶料杆垂直向上运动将叉形环件顶出。该方法采用轧制工艺，对于带叉形环结构的封头，封头深度较大，厚度机加工难度也较大。

如果产品是具有这样叉形环结构的封头：封头内型面光滑无台阶，外型面的封头口部具有一个较厚结构的复杂口部，除口部外，其他部位为较薄的等厚结构；复杂口部和等厚结构之间采用圆弧连接。对于这样的封头，采用本专利提出的旋压成形方法，可以有效克服成形后难以进行机加工的情况。

发明内容

带叉形环结构的封头旋压前坯料较浅，如果旋压前对坯料进行机加工，旋压后直接获得产品，或配合少量的非厚度机加工来获得产品，可以提高生产效率，降低生产成本。

为克服现有技术的不足，本发明为解决技术问题提供了一种带叉形环结构封头的旋压成形方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种带叉形环结构封头的旋压成形方法，带叉形环结构封头包括复杂口部和简单型面两部分，复杂口部的外形面复杂，厚度较厚，简单型面部分的外形面简单，厚度薄，两部分具有连续或连贯的内型面，该方法具体包括如下步骤：

步骤1：对于口部具有复杂结构，其它部位型面简单的带叉形环结构封头，先在坯料状态下对零件进行机加工，然后旋压成形；

步骤2：机加工后确定坯料形状，复杂口部的形状和尺寸与最终零件形状和尺寸相同，其他部位需要变形，该部位按剪切旋压坯料设计方法来设计；

步骤3：选择旋轮，确定旋轮圆角半径和直径；

步骤4：旋压成形，按剪切旋压成形简单型面部分，在旋压过程中，复杂型面口部的半径和形状将不发生变化，而是逐渐移向至芯模，完成零件成形。

作为优选的技术方案，带叉形环结构封头外表面过渡圆弧半径等与旋轮半径。