两端缩径发动机壳体整体旋压成形工艺研究

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1、制造技术研究2010年10月第5期两端缩径发动机壳体整体旋压成形工艺研究朱小兵肖晓青万华王俊李念耀(上海航天动力技术研究所，上海201109)摘要：通过分析某型号发动机壳体成形难点，结合我所生产实际情况，制定出新的两端缩径旋压成形工艺，即分段分模旋压成形方式，最后通过小批量生产试验验证了该工艺具有可行性和可靠性，为将来制定生产性工艺奠定了基础，也为其它类似结构发动机壳体旋压工艺的制定提供了借鉴。关键词：旋压工艺；缩径；发动机壳体StudyonProcessofWholeSpinningFormingofPortsNeckingforEngineShellZhuXia

2、obingXiaoXiaoqingWanHuaWangJunLiNianyao(ShanghaiSpacePropulsionTechnologyResearchInstitute，Shanghai201109)Abstract：Byanalyzingthefigurationdifficultyandtheactualcomplexion，thenewprocessoftheportsneckingisestablished，namelysubsectionandmulti—mouldsformingmodeforspinning．Furthermore，asma

3、llbatchofpracticeexperimentationdemonstratesthefeasibilityandreliabilityoftheprocess，whichestablishesthebasicfortheconstitutionoftheproductionprocessinthefutureandalsoprovidesreferenceforconstitutionofspinningprocessofthesimilarstructureofotherengineshells．Keywords：spinningprocess；neck

4、ing；engineshell1引言旋压是先进制造技术的重要组成部分，也是航空、航天、造船、汽车、工程机械等行业中应用广泛的制造工艺方法，它可以生产更接近最终形状的金属零件【1】。发动机壳体是导弹的重要组成部分，其结构直接影响到导弹的整体性能。目前，发动机壳体一般采用旋压成形技术，其成形效率高，同时还可以改善壳体组织性能，所以旋压成形技术已经得到人们的重视，国内外学者也对此作了大量研究。本文将对我所某型号两端缩径发动机壳体的旋压成形工艺进行研究，通过对其成形难点进行分析，制定出相应的旋压工艺方案，并通过小批量生产验证其可行性和可靠性。2．1技术要求该壳体的旋压产品结

5、构示意图如图1所示，属于薄壁壳体，材料为T250马氏体时效钢。该壳体关键几何尺寸要求为：锥形段壁厚o．8鼍-inlll，中间直线段内径少69．9f．。2。5。nqlll，中间直线段壁厚(o．58_+0．04)ram，全长跳动0．6mm，直线度0．25mlil。机械性能技术要求为：抗拉强度％≥1760MPa，断裂伸长率A>／6％。前端面③图1旋压产品结构示意图2发动机壳体技术要求及成形难点分析2．2成形难点分析作者简介：朱小兵(1984一)．硕士。材料加工工程专业；研究方向：旋压成形工艺。收稿日期：2010-09-038制造技术研究航天制造技术从图1可以看出，该壳体两

6、端是筒形体，属于强力变薄成形方式，且两端内径较中间筒形段内径小，给工件脱模带来了很大困难，如何使工件顺利脱模是成形的一个难点；另外，中间一段锥形体是剪切旋压成形，而两端筒形体是强力变薄成形，根据实际情况，两种成形方式在一道次进行，导致金属的流动情况比较复杂，需要控制好旋压毛坯各段尺寸和旋轮压下量，使金属与芯模合理匹配，保证尺寸精度满足技术要求，这是该壳体成形的另一个难点。3旋压成形工艺分析根据以上分析得知，如果采取一次旋压成形，会导致产品难以脱模。经研究，改变以往的缩径成形思路，采取分段分模成形法，即先成形小直径直线段、锥形段和中间大直径直线段，定为壳体成形段，然后

7、再用缩径芯模成形缩径直线段，定为缩径成形段，成形道次都是一次，最后进行机加工。故整体成形工艺方案为：旋压毛坯一壳体成形段_缩径成形段_机加工。4工装及毛坯设计4．1芯模设计该旋压壳体成形关键之一就是芯模结构设计是否合理，尤其是缩径成形芯模结构设计的优劣，直接影响到缩径成功与否。4．1．1壳体成形芯模成形芯模设计不是研究重点，根据旋压件尺寸，按照正常思路即可设计出合理的成形芯模。4．1．2缩径成形芯模图2缩径芯模图2为缩径芯模，该芯模设计的重点是解决工件脱模问题。为了便于脱模，设计三个活动垫片，在缩径旋压时，把三个活动垫片包在@62ram的直线段上面，如图2所示，