[发明专利]一种大型薄壁壳体多道次挤压和旋压的成形工艺

说明书

本发明的目的是提供一种大型薄壁壳体多道次挤压和旋压的成形工艺，通过将圆形钢管毛坯的内径为D（100~500mm），壁厚为～2T（T为壳体最薄尺寸），长度为0.6～0.8L（L为壳体长度）初始毛坯采用三次热挤压、一次强力旋压、一次尾部挤压的成型工艺，该成形工艺材料利用率高达85%，生产效率提高了20倍以上，产品的强度高，成形精度高，产品的一致性好，操作简便，有效的解决了此类大型薄壁壳体难以成形的问题。

技术领域

本发明涉及大型薄壁壳体的制造领域，尤其涉及一种大型薄壁壳体多道次挤压和旋压的成形工艺。

背景技术

大型薄壁壳体的成品长度L（1200～3000 mm），内径D（100～500mm），壁厚T（8～15mm），而壳体头部局部厚度达3~4T以上，头部内径d为0.4～0.5D，成形难度极大。目前国内普遍采用的成形工艺为用实心棒料机加工或焊接而成，采用机加工的成形方法，其成本太高，生产效率太低，材料利用率仅有16%左右，而采用焊接工艺，产品的强度低，精度差，产品的一致性也无法得到保证。因此解决这一问题就显得十分必要了。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种大型薄壁壳体多道次挤压和旋压的成形工艺，通过将毛坯钢管的内径为D（100~500mm），壁厚为~2T（T为壳体最薄尺寸），长度为0.6~0.8L（L为壳体总长）初始毛坯采用三次热挤压、一次强力旋压、一次尾部挤压的成型工艺，该成形工艺材料利用率高达85%，生产效率提高了20倍以上，产品的强度高，成形精度高，产品的一致性好，操作简便，有效的解决了此类大型薄壁壳体难以成形的问题。

本发明的目的是提供一种大型薄壁壳体多道次挤压和旋压的成形工艺，采用三次热挤压、一次强力旋压、一次尾部挤压成形的成形工艺，包括有以下步骤：

步骤一：选取初始毛坯为钢管，毛坯钢管的内径为D+0.5~2mm，D为100～500mm，壁厚为2T，T为壳体最薄尺寸，长度为0.6~0.8L，L为壳体长度；

步骤二：挤压分为三次热挤压成形，局部加热温度为1000～1200℃，采用挤压模具进行挤压成形，挤压模具分包括挤压芯模和凹模型腔，挤压芯模固定在下底座上，凹模型腔固定在上底座上，毛坯钢管固定在挤压芯模上，挤压时芯模和凹模型腔需涂有石墨等配制而成的润滑剂，挤压采用的工艺为反挤压成形，经过三次热挤压成形得到挤压坯料，三次热挤压成形使得壳体头部局部厚度达到3~4T以上，内径缩小到0.4~0.5D；

步骤三：三次挤压后需要进行热处理，采用正火工艺，将三次热挤压后的毛坯装入正火炉中，加热至880～920℃，保温2～3h，出炉后空冷；

步骤四：旋压采用的是强力旋压，使得壁厚减薄，长度增长；采用旋压机进行旋压，转接盘连接在旋压机的主轴上，旋压芯模与转接盘连接，挤压坯料装夹在旋压芯模上，有三个旋轮安装在旋压机电机轴上，旋轮的径向移动由电机控制，三个旋轮成120°均匀分布；强力旋压后得到强旋坯料，壁厚为T(8～15mm)，坯料长度增长至L(1200～3000mm)；强力旋压分六道次反向冷旋，每道次的压下量为1.5～2.5mm，旋压时主轴带动旋压芯模和挤压坯料一起转动，主轴转速为300～350r/min，旋轮由电机带动转动，旋轮径向进给速度为100～120mm/min，旋压时旋轮不移动，主轴移动，因此工件的轴向进给速度由主轴的移动速度控制，主轴的移动速度为80～100mm/min，旋轮和主轴的运动轨迹按强旋坯料外轮廓形状；

步骤五：进行壳体尾部挤压，采用尾部挤压模具，模具上底座与上模相连接，下模与下底座相连接；将强旋坯料与放入下模中，将强旋坯料尾部进行局部加热，加热至1000～1200℃，移动液压机上主轴，使得上下模闭合，得到尾部挤压坯料，使得壳体尾部成形，尾部直径由D缩径到D-15～D-40mm且成圆弧状，尾部成形长度达0.3～0.4L；最后通过机加工后得到该薄壁壳体最终的成品。

进一步改进在于：所述步骤三强力旋压旋轮和主轴的位移和运动速度由程序控制。