一种下拉式数控环件胀形机制造技术

本发明专利技术公开一种下拉式数控环件胀形机，包括工作台、胀形芯锥、下拉驱动和若干胀形斜块，工作台上开设芯锥避让孔；胀形芯锥垂直设置于工作台的上方，胀形芯锥的小头端能够在下行时穿过芯锥避让孔；若干胀形斜块以胀形芯锥为中心沿待胀形环件的圆周方向均匀分布于胀形芯锥的外周；任意一胀形斜块均与工作台的上表面滑动连接；任意一胀形斜块的靠近胀形芯锥的一端均设置为平行于胀形芯锥侧壁的斜面，以和所述胀形芯锥的侧壁形成斜面接触副；任意一所述胀形斜块的远离所述胀形芯锥的一端均设置有多个顶推面，多个所述顶推面沿胀形芯锥的轴向由上至下呈多层阶梯状布置，不同层的顶推面用于对不同直径的待胀形环件进行径向顶推。于对不同直径的待胀形环件进行径向顶推。于对不同直径的待胀形环件进行径向顶推。

【技术实现步骤摘要】
一种下拉式数控环件胀形机


[0001]本专利技术涉及冶金设备领域，特别是涉及一种下拉式数控环件胀形机。

技术介绍

[0002]铝合金环形件是运载火箭箭体结构中典型的回转体构件，其直径较大、高度较小，具有较大的高径比，多用作液体运载火箭贮箱过渡环，通过焊接与箱底、筒段及短壳连接，其在运输、发射及飞行过程中会受到各种作用载荷，受力情况复杂，是箭体结构中的核心零件。铝合金环形件早期生产工艺为“型材辊弯+拼焊”，但由于焊缝区合金元素与母材存在一定差异，这种材料成分及状态的突变会导致零件抗腐蚀能力降低、内部应力分布不均匀、机加过程零件变形等问题的产生。铝合金环件还可以采用自由锻造工艺，其不足之处是锻造精度低、工艺余量大，生产效率较低、制造周期较长。径
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轴向轧制成形工艺(也称辗环或环轧)是一种先进的环件精密成形技术，应用该技术制造的5米级2219铝合金环件已在我国新一代运载火箭上得到应用，但由于其晶粒粗大且大小不均匀，强度、伸长率存在各项异性等原因，该环件在生产实验过程中出现过渡环与箱体连接处焊缝开裂的问题。环件胀形工艺以拉伸变形的方式使环形锻件均匀变形，使环件具有更均匀的圆度和组织构态，可以显著提高环件拉伸强度，被广泛应用于我国航天领域。
[0003]目前的环件胀形机有上推式和下拉式两种不同的结构，上推式多用于中小型环件胀形机，中大型环件胀形机则多采用下拉式多缸多拉杆结构。下拉式多采用多缸结构或多拉杆的结构，结构较为复杂，维修过程繁琐，不易于操作，为了克服这一技术问题，现有技术提出了一些优化方法，如专利公开号为CN107971413A的专利技术专利公开了一种单主缸下拉式大型环件胀形机，该设备采用倒装形式的柱塞缸为主缸，中心拉杆穿过整个主缸中心，中心拉杆外侧从上至下依次套有胀形芯锥、上梁、主缸缸体、动梁，胀形模具置于工作台上，且胀形模具位于胀形芯锥外侧。胀形芯锥的外侧直径从上至下依次减小，主缸缸体开口向下，且主缸缸体内部装有主缸柱塞，主缸柱塞套在中心拉杆外部，主缸柱塞内部与中心拉杆形成环空腔体，主缸缸体上端设有进油孔，主缸柱塞上端设有通油孔，通油孔分别与进油孔和主缸柱塞内部的环空腔体连通，底座上固定有下梁，下梁上连接有回程缸，回程缸的柱塞连接于动梁下端。该专利技术可提高产品质量，对金属环件从内部向外胀形从而使环件形状规则、消除轧制等前序加工的应力不均匀性，主要适用于钢铁和铝合金环件。上述可知，现有基于单缸结构的下拉式大型环件胀形机，虽然可在一定程度上简化胀形机的设计结构，保证环件受力均匀，但只局限于结构优化，缺少功能上的改进与提升，比如上述专利公开号为CN107971413A的专利技术专利，其胀形的环件尺寸较为固定，仅能通过增加或者减少瓣模在极其有限的范围内改变胀形环件内径的大小，应用尺寸范围小，无法满足航天Φ10000mm级AA2219铝合金环形件的制造要求，同时具有拆装过程繁琐且难以操作，能源消耗量巨大等缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种下拉式数控环件胀形机，能够实现成形环件内径的多种变化，进而解决现有下拉式环件胀形机存在的应用尺寸范围小的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种下拉式数控环件胀形机，包括：
[0007]工作台，所述工作台上开设有芯锥避让孔；
[0008]胀形芯锥，所述胀形芯锥垂直设置于所述工作台的上方，且所述胀形芯锥的小头端靠近所述工作台设置，所述胀形芯锥的大头端远离所述工作台设置，所述胀形芯锥的小头端能够在下行时穿过所述芯锥避让孔；
[0009]若干胀形斜块，所述若干胀形斜块设置于所述工作台的上表面，并以所述胀形芯锥为中心沿待胀形环件的圆周方向均匀分布于所述胀形芯锥的外周；任意一所述胀形斜块均沿所述待胀形环件的径向布置，且任意一所述胀形斜块均与所述工作台的上表面滑动连接；任意一所述胀形斜块的靠近所述胀形芯锥的一端均设置为平行于所述胀形芯锥侧壁的斜面，以和所述胀形芯锥的侧壁形成斜面接触副；任意一所述胀形斜块的远离所述胀形芯锥的一端均设置有多个顶推面，多个所述顶推面沿所述胀形芯锥的轴向由上至下呈多层阶梯状布置，不同层的所述顶推面用于对不同直径的所述待胀形环件进行径向顶推；
[0010]下拉驱动，所述下拉驱动设置于所述工作台的下方，并与所述胀形芯锥相连，以将所述胀形芯锥下拉，将所述若干胀形斜块同时沿所述待胀形环件的径向向外顶推。
[0011]可选的，任意一所述胀形斜块的远离所述胀形芯锥的另一端均设置有第一顶推面和第二顶推面，所述第一顶推面和所述第二顶推面沿所述胀形芯锥的轴向由上至下呈两层阶梯状布置。
[0012]可选的，所述工作台包括：
[0013]固定梁；
[0014]支撑托盘，所述支撑托盘设置于所述固定梁的上表面，所述芯锥避让孔依次贯穿所述支撑托盘和所述固定梁；所述若干胀形斜块设置于所述支撑托盘的上表面。
[0015]可选的，所述支撑托盘包括：
[0016]下层支撑架，所述下层支撑架设置于所述固定梁的上表面，所述下层支撑架包括若干下层支撑杆，所述若干下层支撑杆以所述胀形芯锥为中心沿圆周方向均匀分布；
[0017]上层支撑架，所述上层支撑架设置于所述下层支撑架上，所述上层支撑架包括若干上层支撑杆，所述若干上层支撑杆以所述胀形芯锥为中心沿圆周方向均匀分布，且所述上层支撑杆和所述下层支撑杆一一对应设置；
[0018]其中，所述上层支撑杆用于托载与所述第一顶推面对应的所述待胀形环件，所述下层支撑杆用于托载与所述第二顶推面对应的所述待胀形环件；任意一所述下层支撑杆的上表面均设置一所述胀形斜块，且任意一所述胀形斜块均与对应的所述上层支撑杆滑动配合。
[0019]可选的，还包括若干旋转机构，其中，任意一所述旋转机构均包括：
[0020]旋转支撑辊轴承座，所述旋转支撑辊轴承座设置于相邻所述下层支撑架之间和/或相邻所述上层支撑杆之间；
[0021]旋转支撑辊，所述旋转支撑辊转动安装于所述旋转支撑辊轴承座上，并沿所述待
胀形环件的径向布置；所述旋转支撑辊用于支承所述待胀形环件；
[0022]旋转驱动，所述旋转驱动设置于所述旋转支撑辊轴承座上，并与所述旋转支撑辊的一端连接，所述旋转驱动用于驱动所述旋转支撑辊转动，以带动所述待胀形环件绕所述胀形芯锥转动。
[0023]可选的，还包括若干复位油缸，所述若干复位油缸与所述若干下层支撑杆一一对应设置，其中，任意一所述复位油缸均包括：
[0024]复位油缸缸体，所述复位油缸缸体设置于所述下层支撑杆的下表面；
[0025]复位油缸活塞杆，所述复位油缸活塞杆的一端滑动安装于所述复位油缸缸体内，另一端与所述胀形斜块相连，以带动所述胀形斜块沿所述待胀形环件的径向向内回移复位。
[0026]可选的，还包括若干第一瓣模和若干第二瓣模，其中，
[0027]所述若干第一瓣模与所述胀形斜块一一对应设置，且所述第一瓣模的内侧与所述第一顶推面连接，外侧设置为能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下拉式数控环件胀形机，其特征在于，包括：工作台，所述工作台上开设有芯锥避让孔；胀形芯锥，所述胀形芯锥垂直设置于所述工作台的上方，且所述胀形芯锥的小头端靠近所述工作台设置，所述胀形芯锥的大头端远离所述工作台设置，所述胀形芯锥的小头端能够在下行时穿过所述芯锥避让孔；若干胀形斜块，所述若干胀形斜块设置于所述工作台的上表面，并以所述胀形芯锥为中心沿待胀形环件的圆周方向均匀分布于所述胀形芯锥的外周；任意一所述胀形斜块均沿所述待胀形环件的径向布置，且任意一所述胀形斜块均与所述工作台的上表面滑动连接；任意一所述胀形斜块的靠近所述胀形芯锥的一端均设置为平行于所述胀形芯锥侧壁的斜面，以和所述胀形芯锥的侧壁形成斜面接触副；任意一所述胀形斜块的远离所述胀形芯锥的一端均设置有多个顶推面，多个所述顶推面沿所述胀形芯锥的轴向由上至下呈多层阶梯状布置，不同层的所述顶推面用于对不同直径的所述待胀形环件进行径向顶推；下拉驱动，所述下拉驱动设置于所述工作台的下方，并与所述胀形芯锥相连，以将所述胀形芯锥下拉，将所述若干胀形斜块同时沿所述待胀形环件的径向向外顶推。2.根据权利要求1所述的下拉式数控环件胀形机，其特征在于，任意一所述胀形斜块的远离所述胀形芯锥的另一端均设置有第一顶推面和第二顶推面，所述第一顶推面和所述第二顶推面沿所述胀形芯锥的轴向由上至下呈两层阶梯状布置。3.根据权利要求2所述的下拉式数控环件胀形机，其特征在于，所述工作台包括：固定梁；支撑托盘，所述支撑托盘设置于所述固定梁的上表面，所述芯锥避让孔依次贯穿所述支撑托盘和所述固定梁；所述若干胀形斜块设置于所述支撑托盘的上表面。4.根据权利要求3所述的下拉式数控环件胀形机，其特征在于，所述支撑托盘包括：下层支撑架，所述下层支撑架设置于所述固定梁的上表面，所述下层支撑架包括若干下层支撑杆，所述若干下层支撑杆以所述胀形芯锥为中心沿圆周方向均匀分布；上层支撑架，所述上层支撑架设置于所述下层支撑架上，所述上层支撑架包括若干上层支撑杆，所述若干上层支撑杆以所述胀形芯锥为中心沿圆周方向均匀分布，且所述上层支撑杆和所述下层支撑杆一一对应设置；其中，所述上层支撑杆用于托载与所述第一顶推面对应的所述待胀形环件，所述下层支撑杆用于托载与所述第二顶推面对应的所述待胀形环件；任意一所述下层支撑杆的上表面均设置一所述胀形斜块，且任意一所述胀形斜块均与对应的所述上层支撑杆滑动配合。5.根据权利要求4所述的下拉式数控环件胀形机，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅波，黄明辉，潘晴，陈超，丁晟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：