一种分体式壳体及滚口工具和加工方法与流程

本发明属于机械加工技术领域，主要涉及一种壳体的设计与加工方法，特别涉及一种用于动力源火工品的壳体的设计与加工方法。

背景技术：
壳体广泛应用于动力源火工品中，一般起装药、固定和连接作用，通常按照火工品使用要求将壳体设计为一个整体结构件，然后采用车削、冲压或铸造的方法进行加工。某动力源火工品壳体必须为金属材料壳体，外形尺寸应符合图1所示，需要保证螺纹连接强度和口部收口后完整，降低壳体质量、节约原材料成本和加工成本。由于自身壁厚差别较大，局部较厚，且具有较长薄壁，因此采用冲压加工方式、铸造加工方式实现难度较大，且存在二次加工问题，而选用车削加工，薄壁尺寸容易变形，且加工成本较高。选用钢棒、铜棒车削加工存在质量大、原材料和加工费用高问题；选用铝棒车削加工能够满足质量小、原材料和加工费用低的要求。但选用抗拉强度较低的铝棒加工，壳体螺纹连接强度不能满足要求，且容易出现薄壁长管加工变形问题；选用抗拉强度较高的铝棒加工，虽然能够解决壳体螺纹连接强度低和薄壁长管加工变形问题，但口部收口后容易出现断裂现象，不能满足使用。

技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种分体式壳体，确保选用抗拉强度较低的铝棒加工时，壳体螺纹连接强度能满足要求，且薄壁长管加工不变形；确保选用抗拉强度较高的铝棒加工时，口部收口后不出现断裂；本发明能够满足质量小、原材料成本少、加工成本低、螺纹连接强度高和口部收口后完整的要求，满足某动力源火工品的使用要求。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分体式壳体，包括本体和管壳，所述的本体为抗拉强度大于300MPa的铝管车削而成的环形结构，环形外壁加工有螺纹，内壁平行排列有两道沿周向的环形槽；所述的管壳为抗拉强度为50MPa～100MPa的铝带冲压而成的中空柱体，且柱体一端封闭；所述本体同轴嵌套在管壳开口端的外壁，管壳外径等于本体内径，管壳侧壁通过由内向外的双道滚口工艺与本体连接为一体。所述的壳体经过双道滚口工艺后形成两道环形槽，与本体内壁的两道环形槽匹配；所述壳体的环形槽宽度为2mm～10mm，深度为1mm～5mm，倒角为0.5mm～2mm；所述管壳的厚度为0.5mm～3mm。本发明还提供一种实现所述双道滚口工艺的滚口工具，包括支架、小轴、深沟球轴承、滚轮和夹紧套筒，所述的深沟球轴承通过小轴安装在支架上，滚轮为中空圆柱体，滚轮内孔安装在深沟球轴承上，且能够通过深沟球轴承绕绕轴线转动，滚轮外壁有两道沿周向的环形凸起，所述的环形凸起与壳体上两道环形槽的内壁配合；所述的夹紧套筒内壁为台阶孔，台阶孔的大直径段与本体外壁匹配，台阶孔的小直径段与管壳外壁匹配，且小直径段一端连通大直径段，另一端封闭。本发明还提供一种双道滚口的加工方法，包括以下步骤：(1)将本体装入夹紧套筒；(2)将夹紧套筒固定到车床三爪上；(3)将滚口工具固定到车床小刀架上；(4)摇动车床小刀架，将滚轮的两个环形凸起对到本体的环形槽内，将车床小刀架的尺寸盘定到零位；(5)摇动车床小刀架，摇出滚轮，取下夹紧套筒，并将本体取出；(6)将本体和管壳装入夹紧套筒；将夹紧套筒固定到车床三爪上与步骤(2)相同的位置；(7)摇动车床小刀架，将滚轮摇入管壳，将车床小刀架尺寸盘摇到零点为止；(8)摇动车床中刀架，使滚轮接触管壳内壁后由里向外开始滚动，滚动距离为(1.5±0.5)mm；(9)摇出滚轮，取下夹紧套筒，取出滚好的壳体。本发明的有益效果是：(1)通过壳体分体式设计，将壳体分解为本体和管壳两部分，解决了壳体螺纹连接强度高和口部收口后完整问题，降低了加工难度和加工成本。(2)本体选用抗拉强度较高的铝管车削加工，解决了本体加工问题，降低了原材料成本和加工成本。(3)管壳部分选用抗拉强度较低的铝带冲压加工，解决了管壳加工问题，降低了原材料成本和加工成本。(4)设计了滚口工具和滚口工艺，解决了本体和管壳连接问题，提高了壳体加工合格率和工作效率。附图说明图1是壳体外形尺寸示意图，其中(a)为剖视图，(b)为左视图；图2是本体结构尺寸示意图，其中(a)为剖视图，(b)为左视图；图3是管壳结构尺寸示意图；图4是本体和管壳滚口后结构尺寸示意图；图5是滚口工具结构及立体示意图；图6是滚轮结构尺寸示意图，其中(a)为剖视图，(b)为局部放大图；图中，1-支架，2-小轴，3-深沟球轴承，4-滚轮，5-螺钉，6-套筒，7-标准型弹簧垫圈，8-六角螺母。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。本发明内容如下：1、壳体分体式设计将壳体分为2部分，进行分体式设计。一部分为壁厚大无法冲制的本体部分，选用抗拉强度较高，如牌号为2A12-T4，规格为φ42×5的铝管车削加工，结构尺寸见图2；一部分为壁厚薄、长度长、车加工难度高的管壳部分，选用抗拉强度较低(抗拉强度≤100MPa)，如牌号为T3M，规格为0.65的铝带冲压加工，结构尺寸见图3；最后将本体和管壳通过由内到外的双道滚口工艺连接为一体，本体和管壳滚口后结构尺寸见图4。其中必需确定的关键参数如下：(1)壳体材料的抗拉强度应大于300MPa；(2)壳体环形槽宽度H应为2mm～10mm；(3)壳体环形槽深度L应为1mm～5mm；(4)壳体环形槽倒角R应为0.5mm～2mm；(5)管壳材料的抗拉强度应为50MPa～100MPa；(6)管壳厚度应为0.5mm～3mm。2、滚口工具设计根据壳体尺寸要求，设计了滚口工具，为了提高加工效率和合格率，最终采用双层滚轮设计方案。滚口工具由支架、小轴、深沟球轴承、滚轮、螺钉、夹紧套筒、标准型弹簧垫圈、六角螺母组成，滚口工具结构及立体图见图5，滚轮结构尺寸见图6。所述的深沟球轴承通过小轴安装在支架上，滚轮为中空圆柱体，滚轮内孔安装在深沟球轴承上，且能够通过深沟球轴承绕绕轴线转动，滚轮外壁有两道沿周向的环形凸起，所述的环形凸起与壳体上两道环形槽的内壁配合；所述的夹紧套筒内壁为台阶孔，台阶孔的大直径段与本体外壁匹配，台阶孔的小直径段与管壳外壁匹配，且小直径段一端连通大直径段，另一端封闭。3、滚口工艺设计依据本体、管壳及滚口工具工作原理制定了详细的滚口工艺，详细操作方法如下：(1)将本体装入夹紧套筒，并旋拧到位。(2)将夹紧套筒夹到车床三爪上。(3)将滚口工具夹到车床小刀架上。(4)摇动车床小刀架，将滚轮的两个突起对到本体的沟槽内，将车床小刀架的尺寸盘定到零位。(5)摇动车床小刀架，摇出滚轮，取下夹紧套筒，并将本体取出。(6)将本体和管壳装入夹紧套筒，本体旋拧到位，管壳推入到底，将套筒夹到车床三爪相同的位置上。(7)摇动车床小刀架，将滚轮摇入管壳，将车床小刀架尺寸盘摇到零点为止。(8)摇动车床中刀架，使滚轮接触管壳内壁后由里向外开始滚动，滚动距离为(1.5±0.5)mm，滚动距离根据实际滚口质量调整。(9)摇出滚轮，取下夹紧套筒，取出滚好的壳体。(10)检验滚口质量及壳体外观。如图1所示，M40×2-6h为需要保证连接强度的螺纹，左端长度3±0.1部位为收口部位，收口后需要完整。如图2所示，本体选用牌号为2A12-T4，规格为φ42×5的铝管车削加工，可以满足尺寸要求，其中M40×2-6h为螺纹，为与管壳连接槽，R1为倒角，可以避免滚口时管壳断裂。如图3所示，牌号为T3M，规格为0.65的铝带冲压加工，可以满足尺寸要求。如图4所示，壳体由本体9和管壳10通过滚口加工方式连接为一体，此结构和连接方式保证了壳体强度和完整性，提高了壳体加工合格率和工作效率。如图5所示，滚口工具由支架1、小轴2、深沟球轴承3、滚轮4、螺钉5、套筒6、标准型弹簧垫圈7、六角螺母8组成，此结构和安装方式便于滚口工具安装和滚轮转动灵活性。如图6所示，滚轮选用牌号为Cr12MoV的钢棒加工，可以保证滚轮的强度和光洁度，满足滚口的要求。本实施例在操作时，先将本体和管壳加工好，然后将滚口工具按图5组装好，将本体和管壳装入套筒6后，按照滚口工艺进行操作，完成整个加工过程。本实施例制备的壳体用于某动力源火工品，管壳起装药作用，口部收口后起限制药剂和固定点火组件作用，本体螺纹起于武器系统连接作用，能够满足动力源火工品的使用要求。