The invention relates to an envelope rolling forming method for a thin-wall high rib cylindrical component, which comprises the following steps: placing the ring blank in the sleeve, the outer wall of the ring blank clinging to the inner wall of the sleeve, the outer wall of the enveloping roller clinging to the inner wall of the ring blank, the upper and lower ring cover clinging to the upper and lower end faces of the sleeve to restrict the axial height of the ring blank; the sleeve drives the ring blank to rotate actively around its own axis at a rotational speed, and the enveloping roller It can rotate actively around its axis at rotational speed, and at the same time, it can feed and press the ring blank along the radial direction at a speed of V. under the joint action of the enveloping roller and sleeve, the enveloping roller and the ring blank make enveloping motion, and the ring blank has continuous local plastic deformation until the high reinforcement is completely enveloped and formed by the enveloping roller. The enveloping roller includes the longitudinal reinforcement cavity, the transverse reinforcement cavity and the clamping end, the longitudinal reinforcement cavity and the transverse reinforcement mold The cavity is used to form the longitudinal bars and transverse bars of the target thin-walled and high reinforced tubular members. The invention realizes the envelope rolling forming of the thin-walled and high reinforced tubular component, the forming component has good performance, high process production efficiency and high material utilization rate.
【技术实现步骤摘要】
薄壁高筋筒形构件包络辗压成形方法
本专利技术涉及薄壁高筋筒形构件制造领域,更具体地说,涉及一种薄壁高筋筒形构件包络辗压成形方法。
技术介绍
薄壁高筋筒形构件具有高强度、轻量化等优势,在交通、能源、航空航天、国防科工等工业领域应用广泛。薄壁高筋筒形构件壁薄、筋高、筋纵横交错呈网格状,复杂截面形状使此类构件高性能制造成为难题。目前制造薄壁高筋筒形构件方法主要是切削加工和焊接。切削加工薄壁高筋筒形构件,是通过轧制或锻造方法,预先制备简单筒形毛坯,通过铣削去除内壁多余金属,将加强筋部分依次成形。切削加工方法材料利用率低、生产效率低,并且金属流线被切断,构件性能下降,难以满足薄壁高筋筒形构件在航空航天领域严苛的服役条件。薄壁高筋筒形构件焊接制造是一种分体式制造方法,通过轧制成形得到薄壁筒形腹板,再将机加工得到的高筋通过搅拌摩擦焊或激光焊方法焊接在腹板上。焊缝区域削弱了高筋与腹板连接处强度和承载能力。由于上述问题,切削加工和焊接都无法高性能、高效率、低成本制造薄壁高筋筒形构件。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于,提供一种薄壁高筋筒形构件包络辗压成形方法,实现了薄壁高筋筒形构件高性能、高效率、低成本制造。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种薄壁高筋筒形构件包络辗压成形方法,包括:将圆环毛坯放置在套筒内,圆环毛坯外壁紧贴套筒内壁,包络辊外壁紧贴圆环毛坯内壁,上下环形盖板紧贴套筒上下端面以约束圆环毛坯轴向高度;套筒带动圆环毛坯绕自身轴线以转速ω1主动转动,包络辊绕 ...
【技术保护点】
1.一种薄壁高筋筒形构件包络辗压成形方法,其特征在于,包括:/n将圆环毛坯放置在套筒内,圆环毛坯外壁紧贴套筒内壁,包络辊外壁紧贴圆环毛坯内壁,上下环形盖板紧贴套筒上下端面以约束圆环毛坯轴向高度;/n套筒带动圆环毛坯绕自身轴线以转速ω
【技术特征摘要】
1.一种薄壁高筋筒形构件包络辗压成形方法,其特征在于,包括:
将圆环毛坯放置在套筒内,圆环毛坯外壁紧贴套筒内壁,包络辊外壁紧贴圆环毛坯内壁,上下环形盖板紧贴套筒上下端面以约束圆环毛坯轴向高度;
套筒带动圆环毛坯绕自身轴线以转速ω1主动转动,包络辊绕自身轴线以转速ω2主动转动,同时沿径向以速度v进给辗压圆环毛坯;在包络辊、套筒共同作用下,包络辊与圆环毛坯作包络运动,圆环毛坯发生连续局部塑性变形,直至高筋被包络辊完全包络成形;
所述包络辊包括纵筋型腔、横筋型腔和夹持端,夹持端与包络辊驱动装置相连,纵筋型腔和横筋型腔分别用来成形目标薄壁高筋筒形构件纵筋和横筋。
2.根据权利要求1所述的薄壁高筋筒形构件包络辗压成形方法,其特征在于,套筒的转速ω1和包络辊的转速ω2满足以下公式:
其中,(x0,y0)为包络辊与目标薄壁高筋筒形构件线速度相等点的坐标,e为包络辊轴线与套筒轴线之间的距离。
3.根据权利要求1所述的薄壁高筋筒形构件包络辗压成形方法,其特征在于,圆环毛坯外径等于目标薄壁高筋筒形构件外径,高度等于目标薄壁高筋筒形构件高度,圆环毛坯内径r3由以下公式计算得到:
其中,目标薄壁高筋筒形构件高为h,内半径为r1,外半径为r2,横筋和纵筋径向高度都为w,纵筋数量为n,纵筋宽度为2l,横筋数量为m,横筋轴向高度t。
4.根据权利要求1所述的薄壁高筋筒形构件包络辗压成形方法,其特征在于,包络辊上对应点坐标(x',y',z')和目标薄壁高筋筒形构件上任意一点坐标(x,y,z)之间满足以下公式:
其中,(x0,y0)为包络辊与目标薄壁高筋筒形构件线速度相等点的坐标,e为包络辊轴线与套筒轴线之间的距离。
5.根据权利要求4所述的薄壁高筋筒形构件包络辗压成形方法,其特征在于,包络辊与目标薄壁高筋筒形构件间干涉判断方法如下:
当包络辊与目标薄壁高筋筒形构件纵筋接触的位置位于包络辊型腔外,此时干涉存在,反之,干涉不存在;干涉判据:当有式(4)成立时,干涉存在;
yti≠f1(xti,t)(4)
在式(4)中...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩星会,华林,彭露,冯玮,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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