专利名称：一种基于旋压成型制坯的圆筒卷制成形方法
技术领域：
本发明涉及金属圆筒钣焊成形技术领域，是一种在无合适尺寸规格板料可供市采的情况下，借用现有旋压芯模将锻件旋压成旋压圆筒坯料，后通过铣削加工、卷焊成形加工圆筒的工艺方法。
背景技术：
在金属圆筒成形制造过程中，圆筒一般采用旋压成型或卷焊成形。圆筒旋压成型需采用锻件坯料、利用旋压芯模等旋压工装旋压而成；圆筒卷焊成形是采用板料卷制后焊接而成。由于旋压芯模等旋压工装一次性投入经费较高，在技术状态尚不成熟、研制数量较少的产品生产中，圆筒成形多采用板料经卷焊成形。而由于产品生产量小、所需圆 筒板料少等原因，圆筒卷焊所需板料定制、采购困难，无法满足产品的研制进度需求。
鉴于此，对于批量小的产品圆筒成形采用了旋压与卷焊配合的成形方法，即采用锻件毛坯，利用现有的旋压模胎旋压出与所需圆筒等壁厚的旋压圆筒坯料，再对旋压圆筒坯料通过铣削、卷焊工艺加工出所需圆筒。
传统卷焊圆筒的成形采用如下方案按展料尺寸在水平板料上划线，通过剪边或刨边、刨坡口后，采用卷板机进行卷弯，然后采用焊接手段使圆筒合口，进行校形后完成圆筒成形，其工序为划线一下料一刨边一卷焊一校圆。
因此，利用旋压圆筒坯料进行圆筒成形，首先须将旋压圆筒坯料采用气割方法切开展平形成水平板料，才能进行后续的加工，对于强度要求高的产品圆筒，其材料采用了高强钢、超高强度钢，该产品材料经过气割工序后，需对材料进行退火处理。
所以，对于利用旋压圆筒坯料成形圆筒的传统工序应为气割一(退火一)展平一划线一下料一刨边一卷焊一校圆(见图1)，工序繁琐，成本较高，同时在超高强度钢旋压圆筒坯料展平过程中存在操作方面的不安全因素。发明内容
为克服现有技术中存在的工序繁琐，成本较高，操作中存在不安全因素的不足，本发明提出了一种基于旋压成型制坯的圆筒卷制成形方法。
本发明的具体步骤是
第一步,确定圆筒板料外型面的弧长彳L :所述弧长彳L为圆筒板料的宽度；通过公式(I)得到旋压圆筒坯料外型面的弧长彳L0
= (d_ ^Ρπ( I)D-1
其中■广L为旋压圆筒坯料外型面弧长；D为旋压圆筒坯料外径；t为旋压圆筒坯料壁厚；d为圆筒外径，该圆筒的筒壁厚度与旋压圆筒坯料的壁厚相同。
第二步，在旋压圆筒坯料上划线所述在旋压圆筒坯料上划线是确定所成形圆筒板料的尺寸，其具体过程是；在旋压圆筒坯料外圆周表面沿该旋压圆筒坯料的周向划出弧线，该弧线的长度=彳L。沿旋压圆筒坯料的长度方向在该旋压圆筒坯料的表面做两条与该旋压圆筒坯料的中心线平行的直线，并且该两条直线分别过所述弧线的一端，通过所述的弧线和两条直线在旋压圆筒坯料的圆周表面构成的弧形区域即为所成形圆筒板料的尺寸；
第三步，成形圆筒板料沿在旋压圆筒坯料圆周表面所划定的圆筒板料的尺寸下料，得到弧形的板料。
第四步，卷制圆筒所述卷制圆筒是，将得到弧形板料通过常规的卷板方法制成为圆筒。对得到的圆筒的接缝处进行对接焊。
第五步，对圆筒进行校圆通过常规方法对圆筒进行校圆，完成圆筒成形。
本发明中，采用“等中径”法计算出成形外径为d的圆筒时所需的外径为D的旋压圆筒坯料外型面弧长尺寸彳L，并在旋压圆筒坯料外圆周表面沿该旋压圆筒坯料的周向划出一段弧线，弧长尺寸为彳L，沿旋压圆筒坯料的长度方向在该旋压圆筒坯料L的表面做两条与该旋压圆筒坯料的中心线平行的直线，并且该两条直线分别过所述弧线的一端，通过所述的弧线和两条直线在旋压圆筒坯料的圆周表面构成^LXlXt的弧形区域(见图3)， 并通过机加方式下料，形成了卷制圆筒所需的弧形板料。
本发明中圆筒的筒壁厚度与旋压圆筒坯料的壁厚相同，圆筒的最终成形长度小于或等于旋压圆筒坯料的长度，旋压圆筒坯料的旋压长度可根据圆筒要求而定，如圆筒长度要求过大，可采取多件圆筒环缝对接焊接加长的方法。
本发明与传统圆筒成形相比，在用料方面避免了采购整张板料带来的浪费；在加工方面省去了展平、下料、刨边等工序，极大的优化了加工过程，节约了成本。
图1是本发明的流程图2为在旋压圆筒坯料上划成型圆筒所需弧长尺寸铣削线示意图。
图3为旋压圆筒坯料上按成形圆筒所需弧长尺寸铣削后弧板示意图。
图4为铣削弧板卷焊后圆筒成形示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例是一种基于旋压成形制坯的圆筒卷制成形方法。
所成形的圆筒的外径d=1200mm,厚度t=5. 4mm,长度l=1950mm,是采用外径 D=2000mm,厚度t=5. 4mm,长度l=1950mm的旋压圆筒坯料成形，圆筒材料为30Cr3SiNiMoVA。 其具体实施过程如下
第一步，确定圆筒板料外型面的弧长。所述弧长彳L为圆筒板料的宽度。
通过公式(I)得到旋压圆筒坯料外型面的弧长彳L0
其中 广L为旋压圆筒坯料外型面弧长；D为旋压圆筒坯料外径；t为旋压圆筒坯料壁厚；d为圆筒外径，该圆筒的筒壁厚度与旋压圆筒坯料的壁厚相同。本实施例中，圆筒外径d=1200mm，旋压圆筒坯料外径D=2000mm，旋压圆筒坯料壁厚t=5. 4mm，旋压圆筒坯料长度 I =1 QSOmnin
第二步，在旋压圆筒坯料上划线所述在旋压圆筒坯料上划线是确定所成形圆筒板料的尺寸，其具体过程是；根据得到的彳L，在旋压圆筒坯料外圆周表面沿该旋压圆筒坯料的周向划出弧线，该弧线的长度= "L。沿旋压圆筒坯料的长度方向在该旋压圆筒坯料的表面做两条与该旋压圆筒坯料的中心线平行的直线，并且该两条直线分别过所述弧线的一端，通过所述的弧线和两条直线在旋压圆筒坯料的圆周表面构成的弧形区域即为所成形圆筒板料的尺寸
本实施例中，在旋压圆筒坯料外圆周表面弧线的长度彳L = 3763_。通过所述的弧线和两条直线在旋压圆筒还料的圆周表面构成彳3763mmX 1950mmX5. 4mm的弧形区域。
第三步，将旋压圆筒坯料装夹于立式铣床上，使铣刀位于与旋压圆筒坯料圆周表面的弧形区域一侧边缘处。所述铣刀沿旋压圆筒坯料圆周表面的两条直线进行铣削，将所述旋压圆筒坯料圆周表面弧形区域以外的板料去除，得到弧形的板料。在所述的铣削中，根据工艺要求在所述弧形的板料的侧边铣削坡口。本实施例中，得到弧形的板料为 ^ 3763mmX1950mmX 5. 4mm。
第四步，卷制圆筒。所述卷制圆筒是将得到弧形的板料卷制成为圆筒。将所述弧形的板料放置在卷板机上，采用常规的卷板方法，将所述弧形的板料卷制成为圆筒。本实施例中，所卷制的圆筒外径d=1200mm。对得到的圆筒的 接缝处进行对接焊。
第五步，对圆筒进行校圆，通过常规方法对圆筒进行校圆，使其达到技术要求，完成圆筒成形。
实施例二
本实施例是一种基于旋压成形制坯的圆筒卷制成形方法。
所成形的圆筒的外径d=1200mm,厚度t=4. 25mm,长度l=1350mm,是采用外径 D=1400mm,厚度t=4. 25mm,长度l=1350mm的旋压圆筒坯料成形，圆筒材料为D406A。其具体实施过程如下
第一步，确定圆筒板料外型面的弧长。所述弧长彳L为圆筒板料的宽度。
通过公式(I)得到旋压圆筒坯料外型面的弧长彳L0
a T (d-1) Οπ^L =上——-(])D— t
其中 广L为旋压圆筒坯料外型面弧长；D为旋压圆筒坯料外径；t为旋压圆筒坯料壁厚；d为圆筒外径，该圆筒的筒壁厚度与旋压圆筒坯料的壁厚相同。本实施例中，圆筒外径d=1200mm，旋压圆筒坯料外径D=1400mm，旋压圆筒坯料壁厚t=4. 25mm,旋压圆筒坯料长度 I =1 350mm η
第二步，在旋压圆筒坯料上划线所述在旋压圆筒坯料上划线是确定所成形圆筒板料的尺寸，其具体过程是；根据得到的彳L，在旋压圆筒坯料外圆周表面沿该旋压圆筒坯料的周向划出弧线，该弧线的长度= "L。沿旋压圆筒坯料的长度方向在该旋压圆筒坯料的表面做两条与该旋压圆筒坯料的中心线平行的直线，并且该两条直线分别过所述弧线的一端，通过所述的弧线和两条直线在旋压圆筒坯料的圆周表面构成的弧形区域即为所成形圆筒板料的尺寸
本实施例中，在旋压圆筒坯料外圆周表面弧线的长度彳L = 3768_。通过所述的线和两条直线在旋压圆筒坯料的圆周表面构成彳3768X 1350mmX4. 25mm的弧形区域。
第三步，成形圆筒板料将旋压圆筒坯料装夹于立式铣床上，使铣刀位于与旋压圆筒坯料圆周表面的弧形区域一侧边缘处。所述铣刀沿旋压圆筒坯料圆周表面的两条直线进行铣削，将所述旋压圆筒坯料圆周表面弧形区域以外的板料去除，得到弧形的板料。在所述的铣削中，根据工艺要求在所述弧形的板料的侧边铣削坡口。本实施例中，得到弧形的板料为一 3768mmX 1 350mmX4. 25mm。
第四步，卷制圆筒所述卷制圆筒是将得到弧形的板料卷制成为圆筒。将所述弧形的板料放置在卷板机上，采用常规的卷板方法，将所述弧形的板料卷制成为圆筒。本实施例中，所卷制的圆筒外径d= 1200mm。对得到的圆 筒的接缝处进行对接焊。
第五步，对圆筒进行校圆通过常规方法对圆筒进行校圆，使其达到技术要求，完成圆筒成形。
权利要求
1.一种基于旋压成型制坯的圆筒卷制成形方法，其特征在于，具体步骤是 第一步，确定圆筒板料外型面的弧长彳L :所述弧长彳L为圆筒板料的宽度通过公式(I)得到旋压圆筒坯料外型面的弧长
全文摘要
一种基于旋压成型制坯的圆筒卷制成形方法，采用“等中径”法计算出成形外径为d的圆筒时所需的外径为D的旋压圆筒坯料外型面弧长尺寸，并根据得到的弧长尺寸在旋压圆筒坯料外圆周表面做弧线。在旋压圆筒坯料的表面做两条与该旋压圆筒坯料的中心线平行的直线，并且该两条直线分别过所述弧线的一端，通过所述的弧线和两条直线在旋压圆筒坯料的圆周表面构成弧形区域，并通过机加方式下料，形成了卷制圆筒所需的弧形板料。通过卷板机将弧形板料卷制成为圆筒。与传统圆筒成形相比，本发明在用料方面避免了采购整张板料带来的浪费；在加工方面省去了展平、下料、刨边等工序，间化了加工过程，节约了成本。
文档编号B23P15/00GK102974988SQ20121052046
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者胡春海, 王秉祥, 王卫玲, 杨军, 刘伟利, 何俊红, 张美平, 周皇 申请人:西安航天动力机械厂