CN114011940A - 一种消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法 - Google Patents

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杜尚军
胡豪
刘溪
吴津臣
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Abstract

本发明提供一种消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法，通过在旋压过程中，下道次直线薄壁段和斜坡段的拐点与上道次拐点沿壳体轴线方向进行有效错距，以及合理分配每道次旋压斜坡段倾角的度数，得到表面无接刀痕的发动机壳体。不仅完全消除了发动机壳体旋压表面的接刀痕，而且壳体直线薄壁段与斜坡段的成形质量更好，成形精度更高，由于完全消除了发动机壳体旋压表面的接刀痕，因此壳体旋压后的表面质量更好，进而使得壳体满足工作时的气动要求，服役性能大大提高。

Description

一种消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法
技术领域
本发明属于金属件加工技术领域，具体涉及一种消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法，适用于金属阶梯筒类零件的旋压成形加工，特别是针对旋压过程中零件容易出现接刀痕的问题。
背景技术
随着旋压成形技术的发展，旋压成形已成为金属薄壁筒类零件的一种极其重要的成形加工方法，因其具有成形精度高、表面质量好、加工效率高、性能优异等工艺特点，被广泛应用于航空航天、国防军工及汽车制造等重点领域。发动机壳体作为一种典型的金属薄壁筒类零件，其结构包含了直线薄壁段1、斜坡段2和定心部3如图1所示，定心部往往是壳体的焊接部位，对壳体的焊接起到加强作用，使壳体满足所设计的力学性能要求。
对于发动机壳体的旋压成形，一般采用多道次强力旋压的方式，壳体在旋压后斜坡段极易产生接刀痕7如图2所示，接刀痕7的存在使壳体不能满足工作时的气动要求，对其性能产生了较大的负面效应。因此，解决发动机壳体在旋压过程中的接刀痕问题是保证发动机壳体旋压成形表面质量和良好工作性能的关键一环。
发动机壳体旋压表面接刀痕的形成原因主要是旋压下道次直线薄壁段和斜坡段的拐点未与上道次形成的直线薄壁段和斜坡段的拐点进行有效错距，进而造成下道次起旋斜坡的轨迹线与上道次成形的斜坡面重叠部分减少，即斜坡段碾压部分较少，造成轴向分力变小，旋压件整体反向移动，从而形成零件起旋斜面道次间接刀痕。
目前，针对发动机壳体在旋压过程中表面极易出现接刀痕的问题，并未公开一种有效的解决方法。因此，研究一种消除发动机壳体旋压表面接刀痕的方法已成为该领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
发明内容
基于以上问题，本发明的目的在于提供一种消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法，包括以下步骤：
S1、将旋压坯料安装于旋压机上，设预经过N道次旋压得到符合要求的发动机壳体；
所述发动机壳体包括依次设置的直线薄壁段、斜坡段、定心部，其中，直线薄壁段和斜坡段的过渡处为拐点，确定发动机壳体每道次旋压后斜坡段倾角的度数和直线薄壁段的厚度，设第n道次旋压后斜坡段倾角度数为βn，直线薄壁段的厚度tn，n＝1、2、3、...、N；
S2、确定发动机壳体每道次旋压拐点的坐标值，将下道次旋压的理论拐点与上一道次旋压的实际拐点进行错距，设在第n-1道次旋压成形后，第n道次旋压的拐点相对于第n-1道次旋压后的拐点沿壳体轴线方向进行错距SZ，测量第n-1道次旋压后成形的直线薄壁段长度Ln-1，算出第n道次旋压轨迹拐点的坐标值，并结合S1步骤确定的第n道次旋压后斜坡段倾角度数βn编写数控程序，最后执行该程序进行第n道次旋压成形，重复上述操作直到经所需N道次旋压后，得到表面无接刀痕的发动机壳体。
设定原点与坐标系后，根据发动机壳体每道次旋压后拐点的坐标值即可明确，从而可计算错距SZ，即使通过不同的原点确定的坐标系不同，使得拐点坐标不同，但是体现拐点相对位移值的错距SZ相同。
具体的，所述的发动机壳体斜坡段倾角度数α≤15°，即经过N道次旋压后得到符合要求的发动机壳体斜坡段倾角度数α≤15°，即为旋压待加工的发动机壳体斜坡段倾角度数。
具体的，所述的发动机壳体每道次旋压斜坡段倾角度数要满足以下关系：α＝βn-△β，△β＝βn-1-βn，即△β为第n道次相比于第n-1道次减小的斜坡段倾角度数，大小为1.5°～3°。
具体的，所述的发动机壳体旋压道次数N≥2。
具体的，所述的沿壳体轴线方向的错距量SZ＝0.5t，其中t为发动机壳体本道次旋压后直线薄壁段壁厚理论值，即S2中第n-1道次旋压后，第n道次旋压预得到的直线薄壁段的壁厚。
更具体的，所述的发动机壳体直线薄壁段壁厚t≥1mm，定心部壁厚≤2t。
本发明的有益效果为：
成形质量好：本发明不仅完全消除了发动机壳体旋压表面的接刀痕，而且壳体直线薄壁段与斜坡段的成形质量更好，成形精度更高。
产品性能好：由于完全消除了发动机壳体旋压表面的接刀痕，因此壳体旋压后的表面质量更好，进而使得壳体满足工作时的气动要求。
操作简单：本发明所涉及的方法操作简单，过程不复杂，不需要专门的工装或设备，在发动机壳体的旋压过程中即可完成。
附图说明
图1为发动机壳体结构示意图；
图2为发动机壳体斜坡段道次接刀痕示意图；
图3为旋压成形结构示意图；
图4为旋压成形右视结构示意图；
图5为第一道次旋压示意图；
图6为第二道次旋压示意图；
图7为第三道次旋压示意图；
图8为旋压完成后示意图；
其中，1-直线薄壁段，2-斜坡段，3-定心部，4-主轴，5-旋轮，6-芯模，7-接刀痕。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
选用材料为30CrMnSiA的旋压坯料，其内径
Figure BDA0003343779180000031
壁厚为
Figure BDA0003343779180000032
旋压成形后的发动机壳体内径
Figure BDA0003343779180000033
壁厚为
Figure BDA0003343779180000034
斜坡段倾角为10°，该发动机壳体旋压成形一共包括3个道次。
如图1所示，本实施例提供一种消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法，包括以下步骤：
S1、如图3、4所示，将旋压坯料安装于芯模6上，旋压机主轴4旋转带动芯模6旋转，进而带动坯料旋转，主轴4转速为50r/min；采用三个对称布置的旋轮5进行旋压成形，三个旋轮5径向力相互平衡，成形质量较好，并且同步沿轴向和径向进行进给，旋压采用反旋的方式；发动机壳体三道次旋压轨迹如图5至8所示，第一道次旋压斜坡段倾角度数为β1＝16°，第二道次旋压斜坡段倾角度数为β2＝14°，第三道次旋压斜坡段倾角度数为β3＝12°；
S2、精确测量第一道次和第二道次旋压后的直线薄壁段长度L1＝498mm、L2＝852mm，并将第二道次旋压轨迹直线薄壁段和斜坡段的拐点相对于第一道次旋压后成形的拐点沿发动机壳体轴向进行错距Sz1＝2mm，同样地第三道次旋压轨迹拐点相对于第二道次旋压后成形的拐点沿发动机壳体轴向进行错距Sz2＝1mm，进而计算出第二道次和第三道次旋压轨迹的拐点坐标值，并结合S1步骤确定的道次旋压斜坡段倾角度数编写第二道次和第三道次旋压数控程序，最后执行程序进行旋压得到如图8所示的无表面接刀痕且斜坡段倾角度数为10°的发动机壳体。
本实施例方法不仅完全消除了发动机壳体旋压表面的接刀痕，而且壳体直线薄壁段与斜坡段的成形质量更好，成形精度更高，由于完全消除了发动机壳体旋压表面的接刀痕，因此壳体旋压后的表面质量更好，进而使得壳体满足工作时的气动要求。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、待加工的发动机壳体包括依次设置的直线薄壁段、斜坡段、定心部，其中，直线薄壁段和斜坡段的过渡处为拐点，确定发动机壳体每道次旋压斜坡段倾角的度数，设第一道次斜坡段倾角度数为β1，第n道次斜坡段倾角度数为βn，经所需n道次旋压后，最终得到壳体所要求的斜坡段倾角度数α；
S2、确定发动机壳体每道次旋压拐点的坐标值，道次与道次间的拐点进行错距，设在第n-1道次旋压成形后的基础上，第n道次旋压轨迹直线薄壁段和斜坡段的拐点相对于第n-1道次旋压后成形的拐点沿壳体轴线方向进行错距SZ，测量第n-1道次旋压后成形的直线薄壁段长度Ln-1，算出第n道次旋压轨迹拐点的坐标值，并结合S1步骤确定的第n道次斜坡段倾角度数编写数控程序，最后执行该程序进行第n道次旋压成形，经所需n道次旋压后，得到表面无接刀痕的发动机壳体。
2.根据权利要求1所述的消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法，其特征在于，所述的发动机壳体每道次旋压斜坡段倾角度数要满足以下关系：α＝βn-△β，△β＝βn-1-βn，即△β为第n道次相比于第n-1道次减小的斜坡段倾角度数，大小为1.5°～3°。
3.根据权利要求1或2所述的消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法，其特征在于，所述的发动机壳体斜坡段倾角度数α≤15°。
4.根据权利要求1所述的消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法，其特征在于，所述的发动机壳体旋压道次数n≥2。
5.根据权利要求1所述的消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法，其特征在于，所述的沿壳体轴线方向的错距量Sz根据经验公式SZ＝0.5t计算得到，其中t为发动机壳体本道次旋压后直线薄壁段壁厚理论值。
6.根据权利要求5所述的消除表面接刀痕的发动机壳体旋压方法，其特征在于，所述的发动机壳体直线薄壁段壁厚t≥1mm，定心部壁厚≤2t。
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Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6442988B1 (en) * 2001-05-01 2002-09-03 Alcan International Limited Methods of spin forming initially cylindrical containers and the like
CN101842750A (zh) * 2007-11-05 2010-09-22 株式会社远藤制作所 管及其制造方法
JP2014172081A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ドームの成形方法、スピニング加工装置
CN104607520A (zh) * 2015-01-16 2015-05-13 西北工业大学 一种用于成形波纹管的旋压机构及旋压方法
CN106391810A (zh) * 2016-10-18 2017-02-15 华南理工大学 一种制备软磁合金筒形件的旋压成形方法
CN108015149A (zh) * 2017-12-07 2018-05-11 上海新力动力设备研究所 一种屏蔽套无缝管强旋成形方法
CN108161347A (zh) * 2017-12-13 2018-06-15 航天特种材料及工艺技术研究所 带环向内加强筋筒形件旋压成形方法
CN108515318A (zh) * 2018-04-04 2018-09-11 广东博赛数控机床有限公司 一种薄壁锥形件旋压加工方法
CN109365610A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 航天特种材料及工艺技术研究所 旋压机的横向三旋轮力平衡控制方法
CN109604407A (zh) * 2018-12-10 2019-04-12 湖北三江航天江北机械工程有限公司 小直径多台阶变壁厚圆筒的精密旋压加工方法
CN109772986A (zh) * 2018-12-17 2019-05-21 西安航天动力机械有限公司 一种调节三旋轮旋压错距量的方法
CN109772988A (zh) * 2018-12-25 2019-05-21 西安航天动力机械有限公司 一种筒形件错距旋压加工旋轮错距量的调整方法
CN109909356A (zh) * 2019-03-08 2019-06-21 宁波大学 一种带凸缘深锥形薄壁回转件的旋压成形方法
CN109985954A (zh) * 2019-04-17 2019-07-09 华南理工大学 一种制备镁合金带内筋筒形件的热强旋成形方法
CN110405040A (zh) * 2019-08-10 2019-11-05 西安长峰机电研究所 一种超高强度钢外台阶薄壁筒体反向旋压方法
CN110976603A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 西安航天动力机械有限公司 一种阴极辊用细晶钛筒的制备方法
CN111872207A (zh) * 2020-08-03 2020-11-03 四川航天长征装备制造有限公司 一种缩径旋压芯模组件与旋压方法

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6442988B1 (en) * 2001-05-01 2002-09-03 Alcan International Limited Methods of spin forming initially cylindrical containers and the like
CN101842750A (zh) * 2007-11-05 2010-09-22 株式会社远藤制作所 管及其制造方法
JP2014172081A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ドームの成形方法、スピニング加工装置
CN104607520A (zh) * 2015-01-16 2015-05-13 西北工业大学 一种用于成形波纹管的旋压机构及旋压方法
CN106391810A (zh) * 2016-10-18 2017-02-15 华南理工大学 一种制备软磁合金筒形件的旋压成形方法
CN108015149A (zh) * 2017-12-07 2018-05-11 上海新力动力设备研究所 一种屏蔽套无缝管强旋成形方法
CN108161347A (zh) * 2017-12-13 2018-06-15 航天特种材料及工艺技术研究所 带环向内加强筋筒形件旋压成形方法
CN108515318A (zh) * 2018-04-04 2018-09-11 广东博赛数控机床有限公司 一种薄壁锥形件旋压加工方法
CN109365610A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 航天特种材料及工艺技术研究所 旋压机的横向三旋轮力平衡控制方法
CN109604407A (zh) * 2018-12-10 2019-04-12 湖北三江航天江北机械工程有限公司 小直径多台阶变壁厚圆筒的精密旋压加工方法
CN109772986A (zh) * 2018-12-17 2019-05-21 西安航天动力机械有限公司 一种调节三旋轮旋压错距量的方法
CN109772988A (zh) * 2018-12-25 2019-05-21 西安航天动力机械有限公司 一种筒形件错距旋压加工旋轮错距量的调整方法
CN109909356A (zh) * 2019-03-08 2019-06-21 宁波大学 一种带凸缘深锥形薄壁回转件的旋压成形方法
CN109985954A (zh) * 2019-04-17 2019-07-09 华南理工大学 一种制备镁合金带内筋筒形件的热强旋成形方法
CN110405040A (zh) * 2019-08-10 2019-11-05 西安长峰机电研究所 一种超高强度钢外台阶薄壁筒体反向旋压方法
CN110976603A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 西安航天动力机械有限公司 一种阴极辊用细晶钛筒的制备方法
CN111872207A (zh) * 2020-08-03 2020-11-03 四川航天长征装备制造有限公司 一种缩径旋压芯模组件与旋压方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯晗;: "用普通旋压工艺成形风机零件轮毂" *
周宇静;程秀全;夏琴香;: "细长薄壁筒形件错距旋压成形工艺研究" *
周照耀,吕炎,赵宪明,滕云,张利军: "大直径30CrMnSiA薄壁筒形件的错距旋压" *

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