大型回转薄壁件对轮旋压成形工艺装备技术及应用进展

摘要

针对火箭发动机壳体、封头和民用高端装备中大型回转薄壁件制造面临的芯模成本高、拼焊强度低及成形效率低等瓶颈问题，提出了一种对轮主动旋压成形新工艺。该工艺首创旋轮与主轴双伺服协同驱动机制，通过内、外旋轮主动旋转替代传统芯模，基于塑性变形力学模型揭示了成形过程中的材料流动规律，并推导出旋轮与主轴转速的匹配函数。通过正交试验优化壁厚减薄率、进给比等关键工艺参数，构建了涵盖直壁筒体、槽轮、风机集流器、封头和液化天然气气瓶等5类典型构件的工艺数据库。在此基础上，自主研制了多动力源协同控制的全电伺服对轮主动旋压装备，在国内首次实现了最大加工直径为2 100 mm的对轮主动强力旋压设备研制及其工艺试验。研究成果已成功应用于运载火箭发动机壳体及各类民用回转构件的生产，不但解决了大直径薄壁件的“无模化”制造难题，而且在近3年里累计创造出可观的经济效益，显著提升了我国高端装备制造的自主化能力。

关键词

回转薄壁件 / 对轮旋压 / 旋压成形装备 / 协同控制 / 工艺参数

基金资助

金属成形技术与重型装备全国重点实验室开放课题资助项目(B2408100.W02); 山西省科技重大专项计划资助项目(202401110101001); 陕西省重点研发计划资助项目(2024CY2-GJHX-04)