一种大尺寸高径厚比拼焊板压鼓预成形高精度控制方法技术

本申请涉及航天用大型贮箱整体化制造领域，具体公开了一种大尺寸高径厚比拼焊板压鼓预成形高精度控制方法，包括：使用第一套模具，对板料整面执行多次压制工艺；使用第二套模具，对板料整面执行多次压制工艺；第一套模具和第二套模具均对应相同的开口直径，开口直径为800～1000mm；第一套模具对应的曲率半径大于第二套模具对应的曲率半径，第一套模具和第二套模具对应的曲率半径均通过开口直径和弦高差H确定，H＝δ+(60～80)mm，δ为板料的厚度。本申请的方案通过多道次用小压力进行点控精确轨迹控制成形，减少模具更换频次，实现成形精度控制在1.5mm范围内，提高了大尺寸高径厚比拼焊板结构件的压鼓成形精度。厚比拼焊板结构件的压鼓成形精度。厚比拼焊板结构件的压鼓成形精度。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸高径厚比拼焊板压鼓预成形高精度控制方法


[0001]本申请涉及航天用大型贮箱整体化制造的
，特别是一种大尺寸高径厚比拼焊板压鼓预成形高精度控制方法。

技术介绍

[0002]贮箱是运载火箭箭体结构的核心部件，体积占全箭的2/3左右。贮箱既是结构件，又是功能件，工作环境恶劣，制造质量要求非常严格。多年来，受国内基础工业条件和成形装备能力限制，在大宽幅板材、大吨位和大规格成形设备条件缺失情况下，现役运载火箭贮箱箱底制造方案为拼焊，由于零件数量较多，单个零件制造工艺复杂，随着航天科技的发展、国际市场的竞争及型号高密度发射的迫切需求，目前箱底制造工艺方面暴露出诸多问题及不适应性。
[0003]我国运载能力最大的火箭及下一代重点发展的重型运载火箭的核心部件均含有5米直径低温贮箱，但是受工艺装备限制，5米直径箱底均采用顶盖+瓜瓣拼焊接结构。一方面，国内旋压成形技术起步较晚，5米直径箱底旋压成形技术在国内仍是空白。另一方面，由于国内板材加工能力的限制，超大尺寸板材目前难以采购到，因此5米直径箱底的原材料需要拼焊成形后，进行压鼓和旋压成形加工，焊缝区因焊接接头强度低、气孔等缺陷，极易造成应力集中，出现焊缝裂纹。目前，国内在大尺寸拼焊板结构件高精度压鼓成形方面仍是空白。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种大尺寸高径厚比拼焊板压鼓预成形高精度控制方法，分多道次用小压力进行点控精确轨迹控制成形，减少模具更换频次，最终实现成形精度控制在1.5mm范围内，极大提高了大尺寸高径厚比拼焊板结构件的压鼓成形精度。
[0005]第一方面，提供了一种压鼓预成形方法，其特征在于，包括：
[0006]使用第一套模具，对板料整面执行多次压制工艺；
[0007]使用第二套模具，对所述板料整面执行多次压制工艺；
[0008]所述第一套模具和所述第二套模具均对应相同的开口直径，所述开口直径为800～1000mm；
[0009]所述第一套模具对应的曲率半径大于所述第二套模具对应的曲率半径，所述第一套模具和所述第二套模具对应的曲率半径均通过所述开口直径和弦高差H确定，所述弦高差H为凹模底面中心到凹模开口中心的高度差，所述弦高差H满足：H＝δ+(60～80)mm，δ为所述板料的厚度。
[0010]与现有技术相比，本申请提供的方案至少包括以下有益技术效果：
[0011]上述模具可以实现渐变曲率，并实现对拼焊板大构件的精确面控制、点控制，解决突变点应力集中问题，解决了旋压尾顶区精度差、成形刚性差容易反背等现象，为大型贮箱箱底整体旋压高精度成形奠定基础。
[0012]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一套模具和所述第二套模具对应的曲率半径满足以下任一项：
[0013]所述第一套模具对应的曲率半径为2500mm，所述第二套模具对应的曲率半径为1900mm；
[0014]所述第一套模具对应的曲率半径为1900mm，所述第二套模具对应的曲率半径为1500mm；
[0015]所述第一套模具对应的曲率半径为1500mm，所述第二套模具对应的曲率半径为1250mm。
[0016]不同模具之间的曲率半径过渡量可以不同，有利于实现压鼓成形工艺的平滑过渡。
[0017]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述对板料整面执行多次压制工艺，包括：
[0018]调整所述板料在模具中的位置，使所述板料圆心标记处与模具中心对齐，并在所述板料圆心标记处进行预压；
[0019]以所述板料圆心标记处为中心，对所述板料执行周向压制，包括：
[0020]由所述圆心标记处沿轴向进给N个预压步长，每进给一次所述预压步长后，沿所述圆心标记处为圆心、进给位置所在的圆执行周向压制，直至板料被整面压制。
[0021]通过分多道次进行点控精确轨迹控制成形，减少模具更换频次，最终实现成形精度控制在1.5mm范围内，极大提高了大尺寸高径厚比拼焊板结构件的压鼓成形精度。
[0022]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述多次压制工艺包括多次整面压制工序，所述多次压制工艺的预压力满足以下至少一项：
[0023]首次整面压制的预压力为2～3Mpa；
[0024]第二次整面压制的预压力为3.5～5Mpa；
[0025]相邻两次整面压制的预压力增量为2Mpa。
[0026]预压力合理递增，有利于在整面压制次数相对较少的情况下实现板料的均匀成形，避免出现焊缝缺陷等工艺问题。
[0027]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述周向压制过程中，相邻两锤之间的距离L为1/3～1/2模具开口半径。
[0028]落锤间距合理，有利于在落锤次数相对较少的情况下实现板料的均匀成形，避免出现焊缝缺陷等工艺问题。
[0029]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述预压步长为300～500mm。
[0030]落锤进给量合理，有利于在落锤次数相对较少的情况下实现板料的均匀成形，避免出现焊缝缺陷等工艺问题。
[0031]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述多次压制工艺包括多次整面压制工序，相邻两次整面压制工序的初始加压方位相差90
°
。
[0032]相邻两次整面压制工序的初始加压方位相差90
°
，有利于提高加工均匀性。
[0033]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述方法还包括：
[0034]以第一突变点为中心进行环向点压修整；
[0035]对所述第一突变点进行轴向修整。
[0036]用小压力进行点控精确轨迹控制成形，实现成形精度控制在1.5mm范围内，极大提高了大尺寸高径厚比拼焊板结构件的压鼓成形精度。
[0037]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述环向点压修整满足：
[0038]修整位置与第一突变点的距离为400～600mm；
[0039]环向点压修整的预压力为1～2Mpa；
[0040]相邻两锤之间的距离为150～250mm。
[0041]小压力点控成形参数设置合理，有利于优化工艺，且有利于提升板料成形质量。
[0042]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述轴向为所述环向点压修整后新产生的第二突变点和所述第一突变点的连线。
[0043]制定修整轨迹，将应力进行轴向释放，可以将突变点朝向板料边缘赶出。
附图说明
[0044]图1为贮箱箱底拼焊流程示意图。
[0045]图2为压鼓成形结构示意图。
[0046]图3为压鼓成形结构示意图
[0047]图4为落锤位置示意图。
[0048]图5为局部突变点修整方法示意图。
[0049]图6为突变点放大图。
具体实施方式
[0050]下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细的描述。
[0051]压力容器用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压鼓预成形方法，其特征在于，包括：使用第一套模具，对板料整面执行多次压制工艺；使用第二套模具，对所述板料整面执行多次压制工艺；所述第一套模具和所述第二套模具均对应相同的开口直径，所述开口直径为800～1000mm；所述第一套模具对应的曲率半径大于所述第二套模具对应的曲率半径，所述第一套模具和所述第二套模具对应的曲率半径均通过所述开口直径和弦高差H确定，所述弦高差H为凹模底面中心到凹模开口中心的高度差，所述弦高差H满足：H＝δ+(60～80)mm，δ为所述板料的厚度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一套模具和所述第二套模具对应的曲率半径满足以下任一项：所述第一套模具对应的曲率半径为2500mm，所述第二套模具对应的曲率半径为1900mm；所述第一套模具对应的曲率半径为1900mm，所述第二套模具对应的曲率半径为1500mm；所述第一套模具对应的曲率半径为1500mm，所述第二套模具对应的曲率半径为1250mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对板料整面执行多次压制工艺，包括：调整所述板料在模具中的位置，使所述板料圆心标记处与模具中心对齐，并在所述板料圆心标记处进行预压；以所述板料圆心标记处为中心，对所述板料执行周向压制，包括：由所述圆心标记处沿轴向进给N个预压步长，每进给一次所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继光，杨国平，王贺，周世杰，胡德友，赵春章，刘明全，焦娇，沙庆涛，李杰，关正坤，尚洪帅，刘延平，王今朝，党伟伟，王朔，田恕，张杰，王崇阳，张胜会，
申请(专利权)人：首都航天机械有限公司，
类型：发明
国别省市：