一种非轴对称薄壁壳体零件的无模旋压成形方法技术

一种非轴对称薄壁壳体零件的无模旋压成形方法，步骤为：将圆形板坯装夹到数控旋压机主轴与尾顶之间，圆形板坯、主轴及尾顶轴心重合；调整旋轮高度，使旋轮、圆形板坯、主轴及尾顶轴心处于同一水平面内，旋轮固定架与主轴呈45°夹角；按照旋轮路径轨迹方程编制数控加工程序，旋轮路径轨迹位于旋轮、圆形板坯、主轴及尾顶四者轴心共处水平面内；执行程序进行无模旋压成形，直到获得非轴对称成形件。本发明专利技术完全摒弃了仿型芯模的使用，仅通过现有旋压设备就可完成非轴对称薄壁壳体零件的旋压成形，特别是在产品预研试制阶段，产品批量小且参数更改频繁，此时能够大幅度降低零件加工成本，有效缩短零件制造周期，保证零件加工质量，提高零件加工效率。

A non - mode spinning method for non - axisymmetric thin-walled shell parts

A non axisymmetric thin shell parts without forming method, which comprises the following steps: Die spinning round slab clamp to CNC spinning machine spindle and the top of the tail, circular slab, spindle and tail top axis coincide; adjusting roller height, the rotary wheel, circular slab, and the top of the tail shaft axis at the same level plane wheel fixing frame and the spindle at a 45 degree angle; in accordance with the roller path trajectory programming in NC machining, the roller path at the spinning wheel, circular slab, spindle and tail top four axes with horizontal plane; procedure for dieless forming, until obtaining non axisymmetric parts. The invention completely abandoned the use of generic core modules, only through the existing spinning equipment can complete the spinning non axisymmetric thin shell parts forming, especially in product development and small batch production stage, product parameters change frequently, this can greatly reduce the machining cost, shorten the manufacturing cycle, ensure processing the quality of parts, improve the machining efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种非轴对称薄壁壳体零件的无模旋压成形方法
本专利技术属于金属板材旋压成形
，特别是涉及一种非轴对称薄壁壳体零件的无模旋压成形方法。
技术介绍
在航空、航天、汽车等诸多工业领域内，非轴对称异形构件经常作为关键零部件被应用，由于非轴对称异形构件具有非对称结构和大轴向深度的特征，难以进行一体式加工。目前，非轴对称异形构件主要通过冲压方式先得到分体状态的半成品件，再通过焊接方式将分体状态的半成品件焊接成一个整体，但这种加工方式存在零件加工成本高、零件制造周期长以及零件加工质量低的缺点。同时，除了上述加工方式外，一些非轴对称异形构件也会采用旋压成形方式进行加工，但必须要使用仿型芯模，并通过仿型芯模进行旋压，但旋压加工前需要不断地调试和修改芯模，不但导致加工成本居高不下，而且很容易延误制造周期。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种非轴对称薄壁壳体零件的无模旋压成形方法，完全摒弃了仿型芯模的使用，仅通过现有的旋压设备就可完成非轴对称薄壁壳体零件的旋压成形，特别是在产品预研试制阶段，产品批量小且参数更改频繁，此时能够大幅度降低零件加工成本，有效缩短零件制造周期，保证零件加工质量，提高零件加工效率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种非轴对称薄壁壳体零件的无模旋压成形方法，包括如下步骤：步骤一：选定一台数控旋压机，将圆形板坯装夹到数控旋压机的主轴与尾顶之间，保证圆形板坯、主轴及尾顶三者的轴向中心线相重合；步骤二：调整数控旋压机的旋轮高度，使旋轮、圆形板坯、主轴及尾顶四者的轴向中心线处于同一水平面内，且旋轮的固定架与主轴的轴向中心线呈45°夹角；步骤三：按照旋轮路径轨迹方程编制数控旋压机的加工程序，且旋轮路径轨迹位于旋轮、圆形板坯、主轴及尾顶四者轴向中心线共处的水平面内，旋轮路径轨迹方程为其中，ri＝(hi/tanα+hi/tanγ+2r0)/2，ei＝(hi/tanα-hi/tanγ)/2，θi＝60sti；式中，Li为主轴旋转θi时旋轮与圆形板坯的接触点到主轴轴向中心线的径向距离，ei为主轴旋转θi时与主轴旋转未发生时圆形板坯上横截面圆的偏心距，ri为主轴旋转θi时圆形板坯上横截面圆的半径，θi为主轴的旋转角度，hi为主轴旋转θi时圆形板坯上已完成旋压成形部分的轴向高度，r0为非轴对称成形件的初始横截面圆半径，α为非轴对称成形件的纵截面左半锥角，γ为非轴对称成形件的纵截面右半锥角，s为主轴的旋转速度，ti为主轴旋转θi时所用的时间；步骤四：启动数控旋压机，按照加工程序执行无模旋压成形过程，直到将圆形板坯加工成为非轴对称的成形件。本专利技术的有益效果：本专利技术与现有技术相比，完全摒弃了仿型芯模的使用，仅通过现有的旋压设备就可完成非轴对称薄壁壳体零件的旋压成形，特别是在产品预研试制阶段，产品批量小且参数更改频繁，此时能够大幅度降低零件加工成本，有效缩短零件制造周期，保证零件加工质量，提高零件加工效率。附图说明图1为圆形板坯装夹示意图；图2为非轴对称成形件的轴向纵截面剖视图；图3为非轴对称成形件的俯视图；图4为非轴对称成形件的实物图；图中，1—主轴，2—尾顶，3—圆形板坯，4—旋轮，5—成形件。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本实施例中，数控旋压机的型号为PS-CNCSXY-5，数控旋压机内置西门子数控系统，主轴1的转速设为60r/min；圆形板坯3的外径为240mm，圆形板坯3的板厚为1.2mm，圆形板坯3的材质为6061-O态铝合金；如图2～4所示，成形件5的最终形态为非轴对称锥台壳体，成形件5的锥台初始横截面圆半径为25mm，成形件5的锥台轴向深度为50mm，成形件5的锥台左半锥角为45°，成形件5的锥台右半锥角为30°。一种非轴对称薄壁壳体零件的无模旋压成形方法，包括如下步骤：步骤一：选定一台数控旋压机，将圆形板坯3按图1所示装夹到数控旋压机的主轴1与尾顶2之间，保证圆形板坯3、主轴1及尾顶2三者的轴向中心线相重合；步骤二：调整数控旋压机的旋轮4高度，使旋轮4、圆形板坯3、主轴1及尾顶2四者的轴向中心线处于同一水平面内，且旋轮4的固定架与主轴1的轴向中心线呈45°夹角；步骤三：按照旋轮路径轨迹方程编制数控旋压机的加工程序，且旋轮路径轨迹位于旋轮4、圆形板坯3、主轴1及尾顶2四者轴向中心线共处的水平面内，旋轮路径轨迹方程为其中，ri＝(hi/tanα+hi/tanγ+2r0)/2，ei＝(hi/tanα-hi/tanγ)/2，θi＝60sti；式中，Li为主轴1旋转θi时旋轮4与圆形板坯3的接触点到主轴1轴向中心线的径向距离，ei为主轴1旋转θi时与主轴1旋转未发生时圆形板坯3上横截面圆的偏心距，ri为主轴1旋转θi时圆形板坯3上横截面圆的半径，θi为主轴1的旋转角度，hi为主轴1旋转θi时圆形板坯3上已完成旋压成形部分的轴向高度，r0为非轴对称成形件5的初始横截面圆半径，α为非轴对称成形件5的纵截面左半锥角，γ为非轴对称成形件5的纵截面右半锥角，s为主轴1的旋转速度，ti为主轴1旋转θi时所用的时间；步骤四：启动数控旋压机，按照加工程序执行无模旋压成形过程，直到将圆形板坯3加工成为非轴对称的成形件5，经实测，成形件5的尺寸和形状精度均在0.05mm以内。实施例中的方案并非用以限制本专利技术的专利保护范围，凡未脱离本专利技术所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非轴对称薄壁壳体零件的无模旋压成形方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：选定一台数控旋压机，将圆形板坯装夹到数控旋压机的主轴与尾顶之间，保证圆形板坯、主轴及尾顶三者的轴向中心线相重合；步骤二：调整数控旋压机的旋轮高度，使旋轮、圆形板坯、主轴及尾顶四者的轴向中心线处于同一水平面内，且旋轮的固定架与主轴的轴向中心线呈45°夹角；步骤三：按照旋轮路径轨迹方程编制数控旋压机的加工程序，且旋轮路径轨迹位于旋轮、圆形板坯、主轴及尾顶四者轴向中心线共处的水平面内，旋轮路径轨迹方程为

【技术特征摘要】
1.一种非轴对称薄壁壳体零件的无模旋压成形方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：选定一台数控旋压机，将圆形板坯装夹到数控旋压机的主轴与尾顶之间，保证圆形板坯、主轴及尾顶三者的轴向中心线相重合；步骤二：调整数控旋压机的旋轮高度，使旋轮、圆形板坯、主轴及尾顶四者的轴向中心线处于同一水平面内，且旋轮的固定架与主轴的轴向中心线呈45°夹角；步骤三：按照旋轮路径轨迹方程编制数控旋压机的加工程序，且旋轮路径轨迹位于旋轮、圆形板坯、主轴及尾顶四者轴向中心线共处的水平面内，旋轮路径轨迹方程为其中，ri＝(h...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾震，韩志仁，刘宝明，肖咏，丛家慧，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21