[发明专利]金属薄壁圆筒热加工防变形柔性工装结构及防变形方法

说明书

本发明涉及与基本无切削金属加工有关的辅助加工技术领域，公开了金属薄壁圆筒热加工防变形柔性工装结构及防变形方法；本工装结构包括：位于薄壁圆筒内部的第一柔性工装，以及多道均匀设置在薄壁圆筒外壁的第二柔性工装；所述第二柔性工装均包括多段围绕薄壁圆筒外周设置的柔性束缚带，设置在所述柔性束缚带两端的束缚带卷，位于所述相邻束缚带卷处用于固定束缚带卷的固定件，设置在所述束缚带卷与固定件连接处的转轴；本方法在薄壁圆筒的热加工中，对薄壁圆筒内外壁均进行可控的柔性支撑；本发明用于解决薄壁圆筒热加工生产中工装支护效果差、变形量大，薄壁圆筒成品率低的问题。

技术领域

本发明涉及与基本无切削金属加工有关的辅助加工技术领域，具体是涉及金属薄壁圆筒热加工防变形柔性工装结构及防变形方法。

背景技术

对于大型薄壁圆筒零件，由于内径大于100mm，且壁薄，因此为弱刚性结构。不仅是为了省材，而且是具有特殊要求。金属壳体外表面局部设计有外部零件，外部零件钎焊在金属壳体外表面，焊接既要保证焊缝内部成型质量，又要防止焊接以及后序热处理变形。

在这个过程中，不仅要防止在热态因应力释放产生变形和自由膨胀变形，同时也要防止在冷却过程产生不均性收缩变形；现有技术中，通常在对大型薄壁圆筒的热加工生产中采用内撑的方式进行支护，防止在热加工中冷却时产生的不均性收缩变形。

这种内撑的方式存在以下缺陷：

（1）对热加工过程中的膨胀变形没有施加任何约束，最终导致金属壳体圆筒圆度达不到产品精度要求；（2）现有技术提供的内撑结构对薄壁圆筒内壁只进行局部支撑；如常见的十字形支护结构，支撑面存在很大的遗漏，导致支护效果不佳；（3）多数内撑支护结构不能进行内径调节，通常只能适应于一种薄壁圆筒。

发明内容

本发明解决的技术问题是：现有技术的薄壁圆筒热加工生产中工装支护效果差、变形量大，薄壁圆筒成品率低。

本发明的技术方案是：一种薄壁圆筒热加工防变形柔性工装结构，包括位于薄壁圆筒内部的第一柔性工装，以及多道均匀设置在薄壁圆筒外壁的第二柔性工装；

所述第二柔性工装均包括多段围绕薄壁圆筒外周设置的柔性束缚带，设置在所述柔性束缚带两端的束缚带卷，位于所述相邻束缚带卷处用于固定束缚带卷的固定件，设置在所述束缚带卷与固定件连接处的转轴，设置在所述转轴上且与固定件连接的扭力弹簧；

所述固定件与柔性束缚带接触面为能够与薄壁圆筒贴合的弧面；

所述固定件上还设有用于保护束缚带卷的保护罩；所述保护罩上安装有与转轴连接的预紧力调节装置；

所述第一柔性工装包括用于夹持薄壁圆筒内壁的夹持装置，设置在所述薄壁圆筒中心轴线的中央主轴，设置在所述夹持装置与中央主轴之间的用于调节夹持力大小的伸缩装置；

所述夹持装置包括多个均匀设置在薄壁圆筒内壁的内壁夹持件；所述内壁夹持件均包括夹持件本体；所述夹持件本体与薄壁圆筒接触处为光滑圆弧面；所述夹持件本体上设有与伸缩装置连接的滑槽；所述滑槽两端均设有限位块；所述限位块中间设有连接块；

所述中央主轴包括固定支架，设置在所述固定支架上的旋转主轴，设置在所述旋转主轴一端位于薄壁圆筒中部的中央连接件，设置在所述旋转主轴另一端提供旋转动力的动力组件；

所述旋转主轴中心设有高压管道；所述中央连接件内设有连接高压管道一端与伸缩装置的分流管道；所述高压管道另一端设有调压装置；

所述伸缩装置包括多组围绕中央连接件均匀分布且与分流管道连接密封套，多组分别活动设置在所述密封套内的伸缩杆，多组分别对应设置在滑槽上连接中央连接件的稳定结构；所述伸缩杆与密封套连接端设有密封活塞件，另一端与连接块连接；