一種分體式殼體及滾口工具和加工方法與流程

2023-06-01 18:12:46 1

本發明屬於機械加工技術領域，主要涉及一種殼體的設計與加工方法，特別涉及一種用於動力源火工品的殼體的設計與加工方法。

背景技術：
殼體廣泛應用於動力源火工品中，一般起裝藥、固定和連接作用，通常按照火工品使用要求將殼體設計為一個整體結構件，然後採用車削、衝壓或鑄造的方法進行加工。某動力源火工品殼體必須為金屬材料殼體，外形尺寸應符合圖1所示，需要保證螺紋連接強度和口部收口後完整，降低殼體質量、節約原材料成本和加工成本。由於自身壁厚差別較大，局部較厚，且具有較長薄壁，因此採用衝壓加工方式、鑄造加工方式實現難度較大，且存在二次加工問題，而選用車削加工，薄壁尺寸容易變形，且加工成本較高。選用鋼棒、銅棒車削加工存在質量大、原材料和加工費用高問題；選用鋁棒車削加工能夠滿足質量小、原材料和加工費用低的要求。但選用抗拉強度較低的鋁棒加工，殼體螺紋連接強度不能滿足要求，且容易出現薄壁長管加工變形問題；選用抗拉強度較高的鋁棒加工，雖然能夠解決殼體螺紋連接強度低和薄壁長管加工變形問題，但口部收口後容易出現斷裂現象，不能滿足使用。

技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本發明提供一種分體式殼體，確保選用抗拉強度較低的鋁棒加工時，殼體螺紋連接強度能滿足要求，且薄壁長管加工不變形；確保選用抗拉強度較高的鋁棒加工時，口部收口後不出現斷裂；本發明能夠滿足質量小、原材料成本少、加工成本低、螺紋連接強度高和口部收口後完整的要求，滿足某動力源火工品的使用要求。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種分體式殼體，包括本體和管殼，所述的本體為抗拉強度大於300MPa的鋁管車削而成的環形結構，環形外壁加工有螺紋，內壁平行排列有兩道沿周向的環形槽；所述的管殼為抗拉強度為50MPa～100MPa的鋁帶衝壓而成的中空柱體，且柱體一端封閉；所述本體同軸嵌套在管殼開口端的外壁，管殼外徑等於本體內徑，管殼側壁通過由內向外的雙道滾口工藝與本體連接為一體。所述的殼體經過雙道滾口工藝後形成兩道環形槽，與本體內壁的兩道環形槽匹配；所述殼體的環形槽寬度為2mm～10mm，深度為1mm～5mm，倒角為0.5mm～2mm；所述管殼的厚度為0.5mm～3mm。本發明還提供一種實現所述雙道滾口工藝的滾口工具，包括支架、小軸、深溝球軸承、滾輪和夾緊套筒，所述的深溝球軸承通過小軸安裝在支架上，滾輪為中空圓柱體，滾輪內孔安裝在深溝球軸承上，且能夠通過深溝球軸承繞繞軸線轉動，滾輪外壁有兩道沿周向的環形凸起，所述的環形凸起與殼體上兩道環形槽的內壁配合；所述的夾緊套筒內壁為臺階孔，臺階孔的大直徑段與本體外壁匹配，臺階孔的小直徑段與管殼外壁匹配，且小直徑段一端連通大直徑段，另一端封閉。本發明還提供一種雙道滾口的加工方法，包括以下步驟：(1)將本體裝入夾緊套筒；(2)將夾緊套筒固定到車床三爪上；(3)將滾口工具固定到車床小刀架上；(4)搖動車床小刀架，將滾輪的兩個環形凸起對到本體的環形槽內，將車床小刀架的尺寸盤定到零位；(5)搖動車床小刀架，搖出滾輪，取下夾緊套筒，並將本體取出；(6)將本體和管殼裝入夾緊套筒；將夾緊套筒固定到車床三爪上與步驟(2)相同的位置；(7)搖動車床小刀架，將滾輪搖入管殼，將車床小刀架尺寸盤搖到零點為止；(8)搖動車床中刀架，使滾輪接觸管殼內壁後由裡向外開始滾動，滾動距離為(1.5±0.5)mm；(9)搖出滾輪，取下夾緊套筒，取出滾好的殼體。本發明的有益效果是：(1)通過殼體分體式設計，將殼體分解為本體和管殼兩部分，解決了殼體螺紋連接強度高和口部收口後完整問題，降低了加工難度和加工成本。(2)本體選用抗拉強度較高的鋁管車削加工，解決了本體加工問題，降低了原材料成本和加工成本。(3)管殼部分選用抗拉強度較低的鋁帶衝壓加工，解決了管殼加工問題，降低了原材料成本和加工成本。(4)設計了滾口工具和滾口工藝，解決了本體和管殼連接問題，提高了殼體加工合格率和工作效率。附圖說明圖1是殼體外形尺寸示意圖，其中(a)為剖視圖，(b)為左視圖；圖2是本體結構尺寸示意圖，其中(a)為剖視圖，(b)為左視圖；圖3是管殼結構尺寸示意圖；圖4是本體和管殼滾口後結構尺寸示意圖；圖5是滾口工具結構及立體示意圖；圖6是滾輪結構尺寸示意圖，其中(a)為剖視圖，(b)為局部放大圖；圖中，1-支架，2-小軸，3-深溝球軸承，4-滾輪，5-螺釘，6-套筒，7-標準型彈簧墊圈，8-六角螺母。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限於下述實施例。本發明內容如下：1、殼體分體式設計將殼體分為2部分，進行分體式設計。一部分為壁厚大無法衝制的本體部分，選用抗拉強度較高，如牌號為2A12-T4，規格為φ42×5的鋁管車削加工，結構尺寸見圖2；一部分為壁厚薄、長度長、車加工難度高的管殼部分，選用抗拉強度較低(抗拉強度≤100MPa)，如牌號為T3M，規格為0.65的鋁帶衝壓加工，結構尺寸見圖3；最後將本體和管殼通過由內到外的雙道滾口工藝連接為一體，本體和管殼滾口後結構尺寸見圖4。其中必需確定的關鍵參數如下：(1)殼體材料的抗拉強度應大於300MPa；(2)殼體環形槽寬度H應為2mm～10mm；(3)殼體環形槽深度L應為1mm～5mm；(4)殼體環形槽倒角R應為0.5mm～2mm；(5)管殼材料的抗拉強度應為50MPa～100MPa；(6)管殼厚度應為0.5mm～3mm。2、滾口工具設計根據殼體尺寸要求，設計了滾口工具，為了提高加工效率和合格率，最終採用雙層滾輪設計方案。滾口工具由支架、小軸、深溝球軸承、滾輪、螺釘、夾緊套筒、標準型彈簧墊圈、六角螺母組成，滾口工具結構及立體圖見圖5，滾輪結構尺寸見圖6。所述的深溝球軸承通過小軸安裝在支架上，滾輪為中空圓柱體，滾輪內孔安裝在深溝球軸承上，且能夠通過深溝球軸承繞繞軸線轉動，滾輪外壁有兩道沿周向的環形凸起，所述的環形凸起與殼體上兩道環形槽的內壁配合；所述的夾緊套筒內壁為臺階孔，臺階孔的大直徑段與本體外壁匹配，臺階孔的小直徑段與管殼外壁匹配，且小直徑段一端連通大直徑段，另一端封閉。3、滾口工藝設計依據本體、管殼及滾口工具工作原理制定了詳細的滾口工藝，詳細操作方法如下：(1)將本體裝入夾緊套筒，並旋擰到位。(2)將夾緊套筒夾到車床三爪上。(3)將滾口工具夾到車床小刀架上。(4)搖動車床小刀架，將滾輪的兩個突起對到本體的溝槽內，將車床小刀架的尺寸盤定到零位。(5)搖動車床小刀架，搖出滾輪，取下夾緊套筒，並將本體取出。(6)將本體和管殼裝入夾緊套筒，本體旋擰到位，管殼推入到底，將套筒夾到車床三爪相同的位置上。(7)搖動車床小刀架，將滾輪搖入管殼，將車床小刀架尺寸盤搖到零點為止。(8)搖動車床中刀架，使滾輪接觸管殼內壁後由裡向外開始滾動，滾動距離為(1.5±0.5)mm，滾動距離根據實際滾口質量調整。(9)搖出滾輪，取下夾緊套筒，取出滾好的殼體。(10)檢驗滾口質量及殼體外觀。如圖1所示，M40×2-6h為需要保證連接強度的螺紋，左端長度3±0.1部位為收口部位，收口後需要完整。如圖2所示，本體選用牌號為2A12-T4，規格為φ42×5的鋁管車削加工，可以滿足尺寸要求，其中M40×2-6h為螺紋，為與管殼連接槽，R1為倒角，可以避免滾口時管殼斷裂。如圖3所示，牌號為T3M，規格為0.65的鋁帶衝壓加工，可以滿足尺寸要求。如圖4所示，殼體由本體9和管殼10通過滾口加工方式連接為一體，此結構和連接方式保證了殼體強度和完整性，提高了殼體加工合格率和工作效率。如圖5所示，滾口工具由支架1、小軸2、深溝球軸承3、滾輪4、螺釘5、套筒6、標準型彈簧墊圈7、六角螺母8組成，此結構和安裝方式便於滾口工具安裝和滾輪轉動靈活性。如圖6所示，滾輪選用牌號為Cr12MoV的鋼棒加工，可以保證滾輪的強度和光潔度，滿足滾口的要求。本實施例在操作時，先將本體和管殼加工好，然後將滾口工具按圖5組裝好，將本體和管殼裝入套筒6後，按照滾口工藝進行操作，完成整個加工過程。本實施例製備的殼體用於某動力源火工品，管殼起裝藥作用，口部收口後起限制藥劑和固定點火組件作用，本體螺紋起於武器系統連接作用，能夠滿足動力源火工品的使用要求。