某型号发动机旋压壳体缺陷分析与研究

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1、某型号发动机旋压壳体缺陷分析与研究朱小兵肖晓青万华(上海航天动力技术研究所，上海201109)摘要：论述了某型号发动机旋压壳体缺陷存在的原因，并通过工装和毛坯结构尺寸的优化及操作行为的规范，成功解决了发动机旋压壳体缺陷，最后通过批生产进一步验证该工艺具有稳定性和可靠性，证明改进后的工艺方案切实可行，为该型号产品批产任务顺利完成提供了保障。关键词：旋压；缺陷；旋轮；毛坯StudyontheSpinningBarrelDefectofACertainTypeEngineZhuXiaobingXiaoXiaoqingWanHua(Shangha

2、iAerospaceEngineTechnologyInstitute，Shanghai201109)Abstract：Thispaperdiscussesthereasonofthedefectofthespinningbarrelaboutacertaintypeengine．Throughoptimizingthestructureandsizeofthefrockandtheblankandstandardizingtheoperatecriterion，theproblemissolvedsuccessfully．Thenaba

3、tchoftheproductsfurthervalidatesthestabilityanddependabilityoftheprocess，andprovesthattheprocessisfeasible，alsoprovidesguaranteeforthelotproductionofthetypeoftheengine．Keywords：spinning；defect：spinningwheel：blank1引言某型号壳体的旋压产品结构示意图如图I所示，根据该壳体的结构特点，采用两端缩口旋压工艺。此道工艺分为两步，第一步旋压

4、壳体头部和中间部分，第二步旋压壳体尾部。第一步的难点在于如何保证斜坡的尺寸精度和表面光滑度。由于头部和中间部分壳体内径是不等的，斜坡的旋压成形包括了普旋和强旋过程，金属的流动比较复杂，合理的坡底和坡顶坐标是成败的关键；第二步的难点在于如何顺利脱模，改变传统芯模结构，把芯模结构设计成组合形式，即在芯模表面装上可拆散的垫片，脱模时，垫片和壳体一起卸下来。2存在的问题及原因分析图1旋压产品结构示意图团采取目前的旋压工艺，在最近的某一批该型号旋压壳体加工时，发现壳体存在一些问题，并对其进行了具体原因分析。2．1筒体小直径段表面比较毛糙，有麻点状凹

5、坑出现分析得出，由于旋轮前角角度过大，且压下量太小，导致筒体表面金属剥离，所以产生了筒体小直径段表面毛糙且有麻点状凹坑。2．2筒体斜面有一、二个凹坑出现经过检验旋压毛坯小直径段外径值，同一批次直作者简介t朱小兵(1984-)，工程师，材料加工工程专业；研究方向：旋压工艺研究．收穰日期，2012-02．2214羽造技术研霓航天制造技术径相差0．2mm，如果程序按照直径小的毛坯进行调试，那么直径大的毛坯由于金属过多，旋压时，过多的金属就被挤到斜面上，在旋轮的高压下，表层一圈金属就被剥落下来，当旋轮压到剥落的金属上面时，斜面上就会出现凹坑。2．

6、3缩口处内表面产生比较深的凹槽，导致简体内径偏大图2为缩口成型示意图，在缩口处有三块活动的垫片，如图3所示。缩口旋压时，由于在旋轮的高压下，施加垫片一个向下的压力F，经过力学分解，最终产生一个向后的合力F21．F11，当这个合力大于垫片与芯模、毛坯内壁的摩擦力f2+fl时，垫片就会向后移动，如图4所示。当垫片向后移动时，此时本来在垫片上的金属脱离了芯模，悬空子芯模表面，当旋轮碾压该段金属时，金属进入失稳状态，产生凹槽缺陷，以致内径过大，导致后续加工由于金属余量不足而无法车出。一仆辽图2缩径成形示意图1一垫片2一芯模3一壳体4一旋轮图3活动

7、垫片F，2图4垫片受力示意图2．4缩口段椭圆度过大，车削工艺余量不足缩口段椭圆度过大，根据以往经验分析，很大原因与芯模跳动过大有关，可能是芯模长时间在旋轮高压下运作，使芯模头部螺丝松动才导致芯模跳动过大。3具体解决措施根据分析出的原因，技术人员经研究分别采取了以下几项措施：针对筒体小直径段表面比较毛糙，有麻点状凹坑出现现象，根据分析的原因，减小旋轮前角仅的角度，以增加旋轮对未成形段金属的压力，使金属不易被旋轮剥离。针对简体斜面有一、二个凹坑出现问题的，要求检验人员加大旋压毛坯回所检验力度，使其壁厚公差控制在-0．03～O．03mm，保证壁

8、厚的均匀性。缩口处内表面产生比较深的凹槽，导致筒体内径偏大的问题是本次攻关的关键点，具体从两个方面入手：一是改变毛坯的状态，经研究共设计出三种毛坯状态，如图5、图6所示(图中只显示发生变化的尺