[發(fā)明專利]一種帶橫向內(nèi)筋構(gòu)件旋壓成形芯模

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810017454.4
• 申請(qǐng)日: 2008-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN101497099A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹梅;楊合;馬飛;周強(qiáng);韓冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B21D37/10
• 分類號(hào): B21D37/10;B21D22/16
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心
• 代理人: 慕安榮

一、技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及塑性成形行業(yè)帶橫向內(nèi)筋構(gòu)件旋壓成形技術(shù)，具體是一種帶橫向內(nèi)筋構(gòu)件旋壓成形芯模。?

二、背景技術(shù)：

旋壓工藝經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，目前在薄壁、形狀復(fù)雜、輕量化整體構(gòu)件的近凈成形中發(fā)揮著越來越重要的作用。大型薄壁復(fù)雜構(gòu)件是航空航天和兵器工業(yè)中普遍采用的一類零件，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)罩、整體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件、壓氣機(jī)錐體、人造衛(wèi)星和導(dǎo)彈的鼻錐，兵器工業(yè)中的藥型罩等。航空航天等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求在不影響這些大型薄壁構(gòu)件外表氣動(dòng)性的前提下，提高這些零件的強(qiáng)度和剛度從而優(yōu)化飛機(jī)、火箭和導(dǎo)彈等的整體性能，為此需要在這些零件內(nèi)部設(shè)計(jì)環(huán)形加強(qiáng)筋，但這種帶橫向內(nèi)筋大型薄壁復(fù)雜結(jié)構(gòu)給構(gòu)件的成形帶來了極大的困難。以帶橫向內(nèi)筋構(gòu)件旋壓成形為代表的大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件的精確成形控制已經(jīng)成為需要迫切解決的問題。?

目前國內(nèi)外已基本掌握不帶內(nèi)筋大型薄壁復(fù)雜構(gòu)件以及長徑比較小而徑向尺寸較大的帶橫向內(nèi)筋筒形件的旋壓技術(shù)，前者可采用普通旋壓和強(qiáng)力旋壓相結(jié)合的復(fù)合旋壓工藝實(shí)現(xiàn)，后者則可通過內(nèi)旋工藝實(shí)現(xiàn)。不過內(nèi)旋工藝成形內(nèi)筋不具有普適性：對(duì)于尺寸較小的工件，內(nèi)旋輪無法進(jìn)入殼體內(nèi)部；對(duì)于尺寸過大的工件，模套很難加工且費(fèi)用很高；且目前實(shí)際生產(chǎn)中內(nèi)旋壓工藝僅僅用于帶內(nèi)筋筒形件的加工，毛坯的準(zhǔn)備比較復(fù)雜。而以帶內(nèi)筋大型薄壁復(fù)雜構(gòu)件旋壓所代表的大型復(fù)雜旋壓成形工藝則不用受上述條件的限制，且內(nèi)筋的成形精度比內(nèi)旋工藝要高。目前帶縱向內(nèi)筋筒形件的旋壓成形技術(shù)已經(jīng)被掌握，但帶橫向內(nèi)筋大型薄壁復(fù)雜構(gòu)件的成形技術(shù)國內(nèi)外尚未完全掌握，與縱向內(nèi)筋的成形相比，橫向內(nèi)筋的不均勻變形程度更加劇烈，成形機(jī)理更加復(fù)雜。隨著航空、航天和兵器等戰(zhàn)略高技術(shù)的發(fā)展，迫切要求發(fā)展先進(jìn)的帶橫向內(nèi)筋大型薄壁復(fù)雜構(gòu)件快速、高效的成形技術(shù)。但帶橫向內(nèi)筋旋壓構(gòu)件在成形結(jié)束后由于內(nèi)筋的存在而難于脫模，所以其芯模的設(shè)計(jì)與應(yīng)用是一個(gè)難點(diǎn)問題。?

三、發(fā)明內(nèi)容：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的旋壓構(gòu)件在成形結(jié)束后難于脫模的不足，本發(fā)明提出了一種帶橫向內(nèi)筋構(gòu)件旋壓成形芯模。?

本發(fā)明提出的整體模具依次從上至下由頂端、夾板、筋模和卡盤組成塔型，并且頂端、夾板和筋模各部分的縱向剖面均為錐形。本發(fā)明采用橫縱組合分瓣的方案，將整體模具分成頂端、夾板、筋模和卡盤，其中頂端、夾板和筋模的中心孔為定位孔；頂端、夾板、筋模和卡盤均為回轉(zhuǎn)體零件。頂端與夾板相配合的表面中心處有環(huán)形定位槽。夾板上表面中心處有與頂端上的定位槽相配合的定位臺(tái)階，下表面外緣處根據(jù)所成形內(nèi)筋的形狀有倒角，該倒角在水平方向的投影長度為M，該M小于主動(dòng)夾板在Y方向的最大位移L；所述的Y方向?yàn)橹鲃?dòng)夾板在圓環(huán)狀?yuàn)A板徑向的方向。夾板頂和底的外徑差S大于零，以夠保證夾板取出后頂端也能夠順利取出；采用縱分瓣方式將圓環(huán)狀?yuàn)A板沿縱向分為三塊：一塊主動(dòng)夾板和兩塊被動(dòng)夾板，其中主動(dòng)夾板的外形為梯形，并由夾板的內(nèi)圓邊和外圓邊分別構(gòu)成主動(dòng)夾板梯形的底和頂，底和頂?shù)拈L度分別為內(nèi)圓的1/4圓弧和外圓的1/8圓弧，即主動(dòng)夾板的水平剖面為內(nèi)圓弧大、外圓弧小的梯形；將割除主動(dòng)夾板后的夾板沿中心處一分為二，形成兩個(gè)對(duì)稱的被動(dòng)夾板。筋模位于夾板和卡盤之間，其母線平行于頂端和夾板的母線，并且在整體模具表面構(gòu)成一工件內(nèi)筋的凹槽，在旋壓成形過程中，金屬填充入凹槽，形成了工件內(nèi)筋。卡盤為臺(tái)階狀，其上部中心處有貫通頂端、夾板和筋模的定位軸，中部臺(tái)階為錐體，該錐體的母線與頂端和夾板的母線處于同一直線上，下部為圓柱狀，其直徑根據(jù)旋壓機(jī)而定。?

在使用本發(fā)明時(shí)，夾板及頂端脫模的具體步驟如下：?

第一步，將主動(dòng)夾板6從中心孔中取出；?

第二步，主動(dòng)夾板6取出后，兩個(gè)被動(dòng)夾板7均可在X方向和Y方向自由運(yùn)動(dòng)，此時(shí)兩個(gè)被動(dòng)夾板也可以被取出；?

第三步，由于夾板的設(shè)計(jì)考慮了與頂端的干涉問題，夾板取出后，頂端也可以取出；?

通過以上步驟，帶橫向內(nèi)筋構(gòu)件旋壓成形結(jié)束后無法脫模的問題可以得到圓滿解決。?

由于的本發(fā)明各個(gè)部件均為回轉(zhuǎn)體零件，并對(duì)芯模采用橫縱組合的分瓣技術(shù)，保證帶橫向內(nèi)筋構(gòu)件旋壓成形后可順利脫模。本發(fā)明所提出的芯模分瓣后易于機(jī)械加工，制造成本低，且易于裝配。在橫分瓣的基礎(chǔ)上，僅對(duì)夾板一個(gè)零件進(jìn)行縱分瓣就可以使帶橫向內(nèi)筋強(qiáng)旋構(gòu)件的脫模問題得到解決。?

四、附圖說明

圖1是帶橫向內(nèi)筋構(gòu)件旋壓成形芯模的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2是夾板的組合分瓣示意圖；?

圖3是夾板的主視圖；?

圖4是主動(dòng)夾板抽芯的示意圖；?

圖5是被動(dòng)夾板抽芯示意圖。其中：?