一种大型端框旋压成形装置的制作方法

1.本实用新型属于旋压成形技术领域，尤其涉及一种大型端框旋压成形装置。


背景技术：

2.随着中国航天工业的不断发展，火箭上端框类结构尺寸也越来越大，对于大型端框的成形要求也越来越高，目前端框成形采用冲压，拼焊而成，然而冲压成形，由于材料反弹，成形后往往还需要进行人工校形，成形效率低，成本高，同时由于冲压机床的限制，对于端框的尺寸限制比较大，因此寻找一种能够适应大型端框并且能够一次精确成形的装置非常重要。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种大型端框旋压成形装置。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
5.一种大型端框旋压成形装置，包括旋压用仿形轮结构、端框旋压成形模具，所述端框旋压成形模具上设置有可将环型坯料固定在端框旋压成形模具上的压板；所述旋压用仿形轮结构包括旋轮支架、固接于旋轮支架一端的旋轮轴、与旋轮轴转动连接的仿形轮。
6.进一步的，所述大型端框旋压成形装置还包括筒形支座，所述端框旋压成形模具包括环形底座以及一体成形于环形底座上的环形端框成形模具，所述环形底座固装于筒形支座上端。
7.进一步的，所述端框旋压成形模具的外侧和/或内侧设置有所述旋压用仿形轮结构。
8.进一步的，所述仿形轮包括沿远离旋轮支架方向依次布置的成型部和球头部，所述球头部垂直于仿形轮的转动轴线的任意横截面均呈圆形，且沿靠近旋轮支架的方向所述球头部的横截面面积逐渐增大，所述球头部的表面和成型部的表面平滑过渡连接。
9.进一步的，所述仿形轮中间开设有中心轴孔，所述旋轮轴插入中心轴孔内，位于所述中心轴孔内的旋轮轴通过轴承组与中心轴孔转动连接。
10.进一步的，所述轴承组包括沿远离旋轮支架方向依次布置的圆锥滚子轴承和推力轴承，所述圆锥滚子轴承与中心轴孔内侧壁之间设有圆锥滚子轴承的外圈，所述圆锥滚子轴承外侧的旋轮轴上设置有对圆锥滚子轴承进行轴向固定的锁紧螺母。
11.进一步的，所述圆锥滚子轴承和推力轴承之间由与旋轮轴一体成型的环形块隔开，所述锁紧螺母和环形块夹紧固定所述圆锥滚子轴承的内圈，所述推力轴承安装在所述中心轴孔的底面和环形块之间。
12.进一步的，所述旋轮轴的底面与中心轴孔的底面之间留有间隔。
13.进一步的，所述中心轴孔开口处的仿形轮上安装有可拆卸的端盖，所述旋轮轴穿过所述端盖。
14.进一步的，所述旋轮支架包括沿远离旋轮轴方向依次布置的等腰梯形板块部和一体成型于等腰梯形板块部长边端左右两侧的竖向杆部；
15.所述旋轮轴接近旋轮支架的一端呈锥形结构且所对应的等腰梯形板块部中间开设有锥形孔，所述旋轮轴接近旋轮支架的一端与锥形孔配合连接且于末端面上开设有螺纹孔；
16.所述等腰梯形板块部远离旋轮轴的一端中间开设有安装孔，所述安装孔与锥形孔连通，所述安装孔内安装有与螺纹孔连接以阻止旋轮轴脱出锥形孔的螺栓。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
18.(1)本实用新型成形装置相对于传统的冲压成形的尺寸限制，通过旋压成形可以实现大型端框的旋压成形。
19.(2)本实用新型成形装置相对于原有的冲压成形的一次快速变形成形，其涉及的旋压成形是点变形，所需载荷更低，成形尺寸精度更高，通用性更强。
20.(3)本实用新型成形装置中的仿形轮旋压成形轨迹简单，一道次成形，相对于传统旋轮成形效率更高。
21.(4)本实用新型中仿形轮可以相对旋轮支架做旋转运动，并且能够承受周向，轴向和径向载荷。仿形轮旋压原理简单，成本低，可靠性高，具有很强的工程应用性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是大型端框旋压成形装置的前视图；
24.图2是图1的a-a剖视图；
25.图3是大型端框旋压成形装置的俯视图；
26.图4是旋压用仿形轮结构的前视图；
27.图5是图4的b-b剖视图；
28.图6是图5的局部结构示意图；
29.图7是旋压用仿形轮结构的俯视图；
30.图8是一种端框的俯视图；
31.图9是不同端框的竖向截面图；
32.图例说明：
33.1、仿形轮结构；11、旋轮支架；111、等腰梯形板块部；1111、锥形孔；1112、安装孔；1113、螺栓；112、竖向杆部；12、旋轮轴；121、环形块；122、螺纹孔；13、仿形轮；131、成型部；132、球头部；133、中心轴孔；14、轴承组；141、圆锥滚子轴承；142、推力轴承；15、端盖；16、锁紧螺母；2、筒形支座；3、端框旋压成形模具；31、环形底座；32、环形端框成形模具；4、压板；5、环型坯料；6、端框。
具体实施方式
34.为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。
35.实施例1：
36.如图1～7所示，本实施例中的大型端框旋压成形装置，包括旋压用仿形轮结构1、端框旋压成形模具3，所述端框旋压成形模具3上设置有可将环型坯料5固定在端框旋压成形模具3上的压板4；所述旋压用仿形轮结构1包括旋轮支架11、固接于旋轮支架11一端的旋轮轴12、与旋轮轴12转动连接的仿形轮13。
37.本实施例利用仿形轮13和端框旋压成形模具3的结构形状模拟端框的截面形状，二者配合可通过极为简单的旋轮轨迹实现段框的一道次成形。由于旋压变形为点逐步变形，所需成形载荷更小，反弹更小，仿形轮13成形精度更高。
38.本实施例中，大型端框旋压成形装置还包括筒形支座2，端框旋压成形模具3包括环形底座31以及一体成形于环形底座31上的环形端框成形模具32，环形底座31固装于筒形支座2上端。
39.本实施例中，端框旋压成形模具3的外侧和/或内侧设置有旋压用仿形轮结构1。通过调节仿形轮结构1的位置设置，并由于旋压的灵活性，可以实现u截面、l截面和z截面等端框6的成形，具体如图9所示。
40.本实施例中，仿形轮13包括沿远离旋轮支架11方向依次布置的成型部131和球头部132，球头部132垂直于仿形轮13的转动轴线的任意横截面均呈圆形，且沿靠近旋轮支架11的方向球头部132的横截面面积逐渐增大，球头部132的表面和成型部131的表面平滑过渡连接。本实用新型仿形轮13相对旋轮支架11做旋转运动，其成形面曲线形状和端框的截面曲线形状相匹配，易于端框的精准成型，仿形轮13旋压原理简单。
41.本实施例中，仿形轮13中间开设有中心轴孔133，旋轮轴12插入中心轴孔133内，位于中心轴孔133内的旋轮轴12通过轴承组14与中心轴孔133转动连接。
42.本实施例中，轴承组14包括沿远离旋轮支架11方向依次布置的圆锥滚子轴承141和推力轴承142，圆锥滚子轴承141与中心轴孔133内侧壁之间设有圆锥滚子轴承141的外圈，圆锥滚子轴承141外侧的旋轮轴12上设置有对圆锥滚子轴承141进行轴向固定的锁紧螺母16。仿形轮13在相对旋轮支架11做旋转运动时，能够承受周向，轴向和径向载荷，整体成本低，可靠性高，具有很强的工程应用性。
43.本实施例中，圆锥滚子轴承141和推力轴承142之间由与旋轮轴12一体成型的环形块121隔开，锁紧螺母16和环形块121夹紧固定圆锥滚子轴承141的内圈，推力轴承142安装在中心轴孔133的底面和环形块121之间。
44.本实施例中，中心轴孔133内侧壁从里至外设置有多个环形台阶，从里至外的多个环形台阶的内径依次增大，旋轮轴12的底面与中心轴孔133的底面之间留有间隔。
45.本实施例中，中心轴孔133开口处的仿形轮13上安装有可拆卸的端盖15，旋轮轴12穿过端盖15。
46.本实施例中，旋轮支架11包括沿远离旋轮轴12方向依次布置的等腰梯形板块部111和一体成型于等腰梯形板块部111长边端左右两侧的竖向杆部112；
47.旋轮轴12接近旋轮支架11的一端呈锥形结构且所对应的等腰梯形板块部111中间
开设有锥形孔1111，旋轮轴12接近旋轮支架11的一端与锥形孔1111配合连接且于末端面上开设有螺纹孔122；
48.等腰梯形板块部111远离旋轮轴12的一端中间开设有安装孔1112，安装孔1112与锥形孔1111连通，安装孔1112内安装有与螺纹孔122连接以阻止旋轮轴12脱出锥形孔1111的螺栓1113。上述旋轮支架11整体结构简单，但是稳固性强。
49.本实施例上述成形装置，端框的仿形轮旋压成形既可以同时实现多瓣端框6的旋压成形，也可以实现端框6的整体成形，如图8所示，特别是针对大型端框的成形具有更大的优势。另外由于仿形轮的成形轨迹简单，一道次成形，并且一次可以成形多个，决定了其成形效率高，特别适用于大批量生产。
50.本实施例上述成形装置利用仿形轮进行端框旋压成形的基本方法，具体包括以下步骤:
51.第一步，将根据端框截面形状设计的端框旋压成形模具3安装在筒形支座2上；
52.第二步，将环型坯料5利用压板4固定在端框旋压成形模具3上；
53.第三步，将安装好的旋压用仿形轮结构1进行旋压，其旋压轨迹简单，一般为直线轨迹，一道次旋压。
54.以图9中的截面a为例，在整个旋压过程中，可以使用仿形轮13同时对内外边框进行旋压，也可以分别进行端框6内外边旋压，其中内边框旋压属于扩径旋压，外边框旋压属于缩径旋压，在传统旋压中，进行缩径旋压时需要多道次旋压已解决失稳问题，旋压轨迹比较复杂，旋压道次比较多，成形效率低。利用仿形轮13进行端框6旋压成形，其核心是充分考虑端框6的截面形状特点，合理设计模具和仿形轮，利用仿形轮13和端框旋压成形模具3的配合，实现端框6的旋压成形。