小直径超薄柱形筒体旋压加工方案优选

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1、制造技术研究航天制造技术小直径超薄柱形筒体旋压加工方案优选何芳贾江宏杨凡王静薇胡养娟刘洋（西安长峰机电研究所，西安710065）摘要：根据小直径超薄壁柱形筒体的结构特点，采用错距、正向旋压加工方法，制定出三种旋压毛坯工艺方案并列试验，经过旋压工艺验证，优选出采用5mm厚旋压毛坯两道次旋压成型的工艺为最佳方案，与其它两种方案相比，其优点为工序少、产品精度高、经济效益好。关键词：柱形筒体；超高强度钢45CrNiMo1VA；旋压SchemeSelectionofSpinningFormingProcessingofSmallDiameterSuper-

2、thinCylindricalTubeHeFangJiaJianghongYangFanWangJingweiHuYangjuanLiuYang(Xi’anChangfengResearchInstitueofMechanismandElectricity,Xi’an710065)Abstract：Thestaggerforwardspinningtechnologyisadoptedaccordingtothestructuralcharacteristicofasmalldiametersuper-thincylindricaltube.Th

3、reekindsofthespinningformingprocessesofroughcastaresimultaneouslytested.Bythespinningformingprocessvalidation,theoptimalschemeistheprocessingof5mmroughcasttwo-passspinningforming.Contrasttotheothertwoschemes,itsadvantagesaresimpleworkingprocedure,highprecisionandlowcost.Keywo

4、rds：cylindricaltube；ultrahighstrengthsteel45CrNiMo1VA；spinning1引言长径比11.4，壁厚(0.65±0.05)mm，直线度不大于0.55mm，圆度不大于0.30mm。金属旋压是一种近似逐点连续变形的塑形加工方式，综合了锻造、拉伸、挤压、弯曲、环轧、横轧和滚压等工艺特点，是材料近净成形极为有效的成型技术，旋压加工过程中少或无切削，材料利用率高，在航空航天领域得到了广泛的应用，同时其也是制造图1柱形筒体结构图高精度空心回转体零件的主要方法[1]。某发动机燃烧室壳体的筒体采用旋压成型，由于节

5、点紧、任务急，表1D6AC钢化学成分%CNiMnSV采取多套毛坯方案并行，经过工艺试验，优选出最佳0.42～0.480.4～0.70.6～0.9≤0.0150.05～0.15的毛坯方案。SiCrMoP0.15～0.350.9～1.20.9～1.1≤0.0152柱形筒体结构尺寸3旋压毛坯技术要求及工艺试验方案某发动机燃烧室壳体为小直径柱形筒体结构，柱形筒体结构见图1，选用材料为超高强度钢[2]3.1旋压毛坯技术要求45CrNiMo1VA（简称D6AC），具体化学成分见表1，作者简介：何芳（1980-），工程师，材料成型及控制工程专业；研究方向：固体

6、火箭发动机壳体旋压成型。收稿日期：2015-07-2335制造技术研究2015年8月第4期过底部，旋压毛坯结构见图2。3.2旋压毛坯工艺试验方案旋压毛坯选用管坯，需要经过下料、热处理、机加等工序才能具备旋压加工状态，周期较长。由于产品要求节点紧，为了不影响生产进度，设计三套旋压图2旋压毛坯结构示意图毛坯方案，详见表2，并列进行旋压工艺试验，根据试验情况优选旋压工艺方案。旋压毛坯采用正旋结构，旋压毛坯的内孔与旋压变薄旋压减薄率反映工件的变形程度：ψtn=毛坯之间的间隙为0.10mm。管坯的质量要求包括管（t-t）/t[3]，ψ——工件的道次减薄率，

7、t——nn+1ntnn坯的内外表面应光滑，不得有裂纹、擦伤、起皮等缺第n道次工件壁厚，tn+1——第n+1道次工件壁厚；ψt=陷。管坯的显微组织不得有过烧，低倍组织不得有夹（t-t）/t[3]，ψ——工件的总减薄率，t为工件旋0f0t0层、缩尾、气泡、气孔等。坯料起旋处形状应与旋轮压毛坯壁厚，tf——工件壁厚。工作部分形状相吻合，由于坯料带厚底，起旋处宜越表2工艺试验方案一道次二道次三道次项目总减薄率是否中间退火壁厚减薄率壁厚减薄率壁厚减薄率7.5mm毛坯4.8mm36%2.8mm41.7%0.65mm76.8%91.3%是5mm毛坯2.8mm4

8、4%0.65mm76.8%——87%否2.8mm毛坯0.65mm76.8%————76.8%否4旋压设备、方式及工装错距旋压有两种形式：