一种张力滚珠旋压设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108015147A(43)申请公布日2018.05.11(21)申请号201611149714.4(22)申请日2016.12.14(71)申请人航天特种材料及工艺技术研究所地址100074北京市丰台区云岗北里40号院1-8(72)发明人王东坡马世成张月倩张晨汪宇弈赵文龙(51)Int.Cl.B21D22/16(2006.01)B21D37/16(2006.01)B21D37/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种张力滚珠旋压设备(57)摘要本发明提出一种张力滚珠旋压设备，包括床身、直线导轨、主轴系统、卸料机构、纵向进给系统、张力机构和纵向滑体机构。本发明采用外旋压技术结合滚珠旋压和张力旋压，满足特薄壁筒形件精度高、成品率高、生产效率高的整体旋压成形；本发明在滚珠旋压工艺上增加张力功能，旋压工件在旋压过程中始终承受一个纵向张力的作用，解决了特薄壁筒形件壁厚过薄造成的工件刚度不足、材料在旋压变形过程中旋轮前隆起过大、掉料、鼓包等现象。CN108015147ACN108015147A权利要求书1/1页1.一种张力滚珠旋压设备，包括床身(1)、直线导轨(11)、主轴系统、卸料机构、纵向进给系统和纵向滑体机构，其特征在于：所述张力滚珠旋压设备还包括张力机构，所述的张力机构包括动静转换装置(13)、张紧导杆(16)和液压缸(17)，动静转换装置(13)通过张紧导杆(16)与液压缸(17)连接，液压缸(17)提供纵向张力，带动动静转换装置(13)纵向运动；所述的动静转换装置(13)包括连接块(1301)、张紧器(1304)和轴承(1303)，连接块(1301)通过轴承(1303)与张紧器(1304)连接，使张紧器(1304)只做纵向移动，并通过轴承(1303)将纵向张力传递给张紧器(1304)，张紧器(1304)的内部凸台卡紧旋压毛坯(10)的外翻边凸缘端，旋压时带动旋压毛坯(10)纵向进给，并随旋压毛坯(10)同步旋转。2.根据权利要求1所述的一种张力滚珠旋压设备，其特征在于：所述的纵向滑体机构包括滚珠机构(14)和箱体(15)，滚珠机构(14)安装在箱体(15)内，箱体(15)在纵向进给系统带动下使滚珠机构(14)纵向移动；所述的滚珠机构(14)包括滚珠(1402)、砂架(1401)、旋模(1403)和旋模套(1404)，滚珠(1402)通过砂架(1401)和旋模(1403)固定在旋模套(1404)上，旋模套(1404)固定在箱体(15)上；所述的砂架(1401)、旋模(1403)和旋模套(1404)上加工冷却润滑机构，所述的冷却润滑机构包括加工在旋模套(1404)的润滑孔(14041)、加工在旋模(1403)上的环状沟槽(14031)及与之连通的导流孔(14032)和加工在砂架(1401)上的环形凹槽(14011)及与之连通的沟槽(14012)。3.根据权利要求1所述的一种张力滚珠旋压设备，其特征在于：所述的液压缸(17)提供纵向张力σ1＝0.6σ2～0.7σ2，σ2为旋压毛坯(10)的材料屈服强度。2CN108015147A说明书1/4页一种张力滚珠旋压设备技术领域[0001]本发明涉及一种张力滚珠旋压设备，属于金属管材旋压成型技术领域。背景技术[0002]滚珠旋压是一种连续的局部多点塑性变形成形工艺，属于强力旋压范畴。其成形区相对较小，力学载荷较小且沿周向对称,通过滚珠旋压加工而成的管件壁厚可达0.04-0.2毫米,壁厚差允许为5微米,长径比为30-60,尺寸精度非常高，因而广泛应用于在航空航天、机械和民用工业领域的精密超薄壁管生产。[0003]由于滚珠机构结构及功能的特点，在旋制小直径特薄壁(直径50毫米，壁厚0.2毫米以下)筒形件时，滚珠旋压的压力直接作用在管件外表面，并沿壁厚方向由外层向内层传递，外层变形量大于内层，这种变形不均匀性极易引起滚珠前方金属的堆积、隆起甚至剥皮等问题。[0004]传统的旋轮变薄旋压可以生产较大尺寸的薄壁筒形件(直径60毫米、壁厚0.5毫米以上)，但对于特薄壁(直径50毫米、壁厚0.2毫米以下)筒形件的加工，由于工件刚度很低，工件极易产生鼓包、撕裂等现象，且加工精度和表面光洁度相对较低，不适用于特薄壁筒形件的加工。[0005]为解决旋压时材料在旋压变形过程中在滚珠前隆起、流动不畅等问题，马世成等人提出了一种在旋压毛坯自由端施加纵向拉力的思路；《一种正旋旋压设备》中提到一种张力旋压机，在管形件自由端施加恒张力，浮动芯模与管形件同步旋转。但这种方式主要针对大直径超长薄壁筒体的加工，对于特薄壁筒形件而言，在轴向张力作用下承受有利的轴向力，同时不可避免受到径向力，使得特薄壁筒形件扭转变形，影