2013年6月11日,“神舟十號”載人飛船成功發(fā)射,它的成功發(fā)射凝聚了太多中國科研工作者的心血,這其中,就包括中航工業(yè)制造所研制的多只氣瓶。這些氣瓶有的安裝在目標飛行器資源艙,有的安裝在飛船推進(jìn)艙、返回艙。這些鋁合金內襯無(wú)焊縫氣瓶的制造依托的就是金屬旋壓成形技術(shù)。
從上世紀60年代初期,中航工業(yè)制造所就率先在國內開(kāi)展了旋壓工藝與設備的研究。近50年來(lái),中航工業(yè)制造所研制旋壓設備數十臺,開(kāi)發(fā)各種旋壓裝機件50多種,為我國航空、航天、兵器等國防領(lǐng)域和國民經(jīng)濟其他領(lǐng)域的發(fā)展做出了突出貢獻。
50年來(lái),中航工業(yè)制造所先后研制了PX系列普通旋壓機床,SY-2~SY-20強力旋壓機床,PD系列皮帶輪專(zhuān)用旋壓機床、鋁合金輪轂專(zhuān)用旋壓成形機床和CNG氣瓶鋁合金內膽收口旋壓專(zhuān)用機床,其中部分旋壓機床實(shí)現出口。目前設計制造的旋壓設備實(shí)現了全數控、智能化。機床元器件如導軌、軸承、絲杠、光柵尺,各種比例閥、伺服閥、比例伺服閥、控制系統等在制造方式上與國際接軌。制造所研制的國內最大臥式三旋輪數控強力旋壓機床、最大的臥式雙旋輪數控強力旋壓機床已在航天領(lǐng)域應用多年,長(cháng)期的使用表明,制造所研制的旋壓設備精度高、整體剛性好、可靠性高,生產(chǎn)的大型筒形零件、大型頭罩類(lèi)零件取代了卷筒焊接、分瓣沖壓焊接,提高了強度,取消或者減少了焊縫,提高了部件的可靠性,降低了整機重量,為我國的航天事業(yè)做出了貢獻。
中航工業(yè)制造所為航天某企業(yè)研制的亞洲最大的CNC立式強力旋壓機床已于2013年7月完成工藝驗收。該設備為立式三旋輪結構,整個(gè)設備高度14米,設備本身總重600噸,設備運行總功率達1200千瓦,單個(gè)旋輪推力為100噸,機床回轉直徑2.6米,能旋壓直徑2.6米、高度為3.5米的大型筒形零件,能夠將厚度為35毫米的超高強度鋼旋壓碾薄到2毫米,旋壓后的筒體壁厚精度達到±0.05毫米。
大型強力旋壓設備在設計制造上存在很大的難度,難度就在于這類(lèi)設備不但具有大型壓力加工設備的巨大壓力,同時(shí)還需具備大型數控設備的高精度。該設備的研制歷時(shí)9年,立項初期,制造所克服了相關(guān)行業(yè)基礎薄弱、技術(shù)儲備少,設備總體設計制造難度大,部件超大,國內可選擇制造廠(chǎng)家少,個(gè)別超大部件生產(chǎn)制造出現反復等一系列困難,于2012年底完成機電聯(lián)調。該設備整體剛性好, 具有三個(gè)旋壓力自調節自平衡、同步進(jìn)刀錯距旋壓等獨特功能,智能旋壓的特點(diǎn),總體技術(shù)達到了國際先進(jìn)水平。該設備也是《高檔數控機床與基礎制造裝備》科技重大專(zhuān)項中的關(guān)鍵設備。
旋壓成形技術(shù)不同于其他金屬加工,其工藝性很強,即使是數控旋壓設備,對于旋壓工序的安排、每次進(jìn)給的旋輪壓下量、旋輪進(jìn)給速度以及旋壓過(guò)程中熱處理的溫度、熱處理次數等,都需要大量的工藝經(jīng)驗的積累。上世紀80年代之前,制造所旋壓工藝的研究主要服務(wù)于航空航天的型號預研、工藝攻關(guān),先后進(jìn)行了各種型號的整流罩、隔熱罩、殼體、火焰筒、油箱、機頭罩、鼻錐等四十幾類(lèi)的曲母線(xiàn)件、筒形件、球形件、錐形件、變壁厚零件、帶內外加強筋零件的工藝研究,部分零件轉入中小批量生產(chǎn)。制造所研制的最大航天裝機曲母線(xiàn)類(lèi)零件為¢800×2200毫米,最大的筒形零件為¢2000×3500毫米。制造所尤其對曲母線(xiàn)類(lèi)復雜零件的旋壓成形積累了豐富的經(jīng)驗,對特殊材料的冷旋、溫旋、熱旋有著(zhù)特殊的研究,對如何解決貼膜、脫模,如何解決旋壓過(guò)程中零件的擴徑、收徑有著(zhù)穩定獨特的技術(shù)優(yōu)勢。改革開(kāi)放至今,制造所除每年開(kāi)發(fā)研制3~5種用于航天裝機新產(chǎn)品外,又先后開(kāi)發(fā)各種民品零件近二十幾種,這些旋壓件分別配套于食品機械、制藥機械、輕工機械、機車(chē)、汽車(chē)等行業(yè)。
制造所從專(zhuān)業(yè)成立初期就對旋壓材料進(jìn)行了廣泛的工藝研究。上世紀80年代之前,旋壓的材料主要集中在低碳鋼、鋁合金、銅合金、不銹鋼。90年代以后,隨著(zhù)我國航空航天兵器事業(yè)的發(fā)展,高溫合金、鈦合金、高強度鋼、超高強度鋼的應用越來(lái)越廣泛。近幾年來(lái),制造所重點(diǎn)對這類(lèi)材料開(kāi)展精密旋壓成形工藝研究,并成功應用,實(shí)現中小批量生產(chǎn)。對鎢鉬等難熔金屬開(kāi)展熱旋壓工藝研究并開(kāi)發(fā)專(zhuān)用旋壓設備實(shí)現對這類(lèi)材料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
制造所在致力于旋壓工藝與設備開(kāi)發(fā)的同時(shí),還特別注重旋壓技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。1986年,在進(jìn)行了大量工藝試驗的基礎上,與河北景縣聯(lián)合組建了板材旋壓皮帶輪專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng),年生產(chǎn)各種規格的皮帶輪200余萬(wàn)只,形成了與大眾汽車(chē)等引進(jìn)車(chē)型的配套能力。2000年,在國內自制旋壓設備,組建CNG氣瓶鋁合金內膽整體旋壓成形生產(chǎn)線(xiàn),消除了氣瓶瓶體焊縫,降低了整瓶重量,提高了氣瓶的整體強度。氣瓶?jì)饶懽畲笾睆娇蛇_φ450毫米,成功地解決了大直徑鋁合金內膽旋壓過(guò)程中的起皺、增厚等技術(shù)難題,現在已形成年產(chǎn)大型CNG鋁合金內膽2.5萬(wàn)只的生產(chǎn)能力。
旋壓皮帶輪.起動(dòng)機機殼。