[發明專利]非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件成形裝置及方法

有效

• 申請號: 201310317341.7
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103394612A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 王忠金;李亞
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21D51/02
• 分類號: B21D51/02;B21D37/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種板材成形裝置及方法，具體涉及一種非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件成形裝置及方法。

背景技術

非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體是動力機械應用比較廣泛的結構零件，殼體內部直徑在50mm～500mm之間，如鼓風機外殼、動力機械的渦殼等。對于軸向對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件，可以通過沖壓組焊方法制造，但組焊部位不能滿足使用要求；而對于軸向非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件，由于形狀復雜，一般采用鑄造成形的方法；如果殼體內部直徑變化較大、壁厚較薄，鑄造成型廢品率高，或局部尺寸精度不能滿足要求。非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件由于內部直徑變化較大、壁厚較薄的特點對制造技術提出了新的要求，為此提出了非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件的板材成形方法，解決非對稱螺旋形變徑薄壁殼體零件的制造問題。

發明內容

本發明的目的是為解決現有非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件采用鑄造成形的方法，如果殼體內部直徑變化較大、壁厚較薄，會導致局部尺寸精度不能滿足要求的問題，而提供一種非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件成形裝置及方法。

本發明的是通過以下技術方案來實現的：

一次成形裝置：所述一次成形裝置包括第一凹模、第一凸模和壓料裝置，所述第一凹模由橫截面為梯形的板材彎成非封閉筒狀結構，該梯形板材的第一上底邊與第一下底邊的第一內側棱相接觸，所述第一凹模的下端面沿周向加工有截面為半圓形的第一凹槽，所述第一凹槽的直徑由第一下底邊端至第一上底邊端逐漸變小，所述第一凸模的上端面設有與第一凹槽相配合的第一凸緣，所述第一凸緣與第一凹槽之間的間隙與成形薄壁零件的坯料厚度相同，壓料裝置套裝在第一凸模上，壓料裝置的內壁與第一凸模的外壁吻合，壓料裝置內側壁的上端設有板料槽。

二次成形裝置：所述二次成形裝置包括第二凹模、第三凹模、固定板、連接元件和第二凸模，所述第二凹模由橫截面為梯形的板材彎成非封閉筒狀結構，該梯形板材的第二上底邊與第二下底邊的第二內側棱相接觸，所述第二凹模的下端面沿周向加工有截面為半圓形的第二凹槽，所述第二凹槽的直徑由第二下底邊端至第二上底邊端逐漸變小，第三凹模與第二凹模上、下設置，第三凹模的下端面沿周向加工有截面為半圓形的第三凹槽，第三凹槽與第二凹槽以第二凹模的上端面為基準對稱設置，從俯視看，第三凹模的周邊形狀與第二凹模的非封閉筒狀結構的周邊形狀相同，第三凹模的下端面中心處設有第二凸模槽，第二凸模的上端面設有與第三凹槽相配合的第二凸緣，所述第二凸緣和第三凹槽之間的間隙與第一凸緣和第一凹槽之間的間隙相同，第二凸模的外壁周邊形狀與第三凹模的外壁周邊形狀相同，第二凸模的中心處設有固定板安孔，固定板設置在固定板安孔中，且通過連接元件與第三凹模連接。

方法：所述方法是通過以下步驟實現的：

步驟一、制作板坯料：將板坯料沖裁成梯形，板坯梯形的上底為坯料上底邊，板坯梯形的下底為坯料下底邊；

步驟二、在一次成形裝置上成形：軸向同時加載第一凹模和第一凸模，使第一凹模與第一凸模合模，將板坯料設置在板料槽中，且坯料上底邊與第一上底邊處正對，對第一凹模和第一凸模軸向同時加載，使板坯料的上端進入第一凸緣與第一凹槽之間直至壓料裝置的上端面與第一凹模的下端面接觸，此時，板坯料的上端成形為半圓形，至此完成薄壁殼體零件半成品零件的成形；

步驟三、卸下半成品零件：卸載第一凸模和壓料裝置，將半成品零件取下；

步驟四、在二次成形裝置上成形：將半成品零件上已發生變形的部分置于第二凹槽，對第三凹模軸向加載，使半成品零件的上端進入第二凸緣與第三凹槽之間的間隙中，直至第三凹模的下端面與第二凹模的上端面接觸，至此完成薄壁殼體零件成品件的成形；

步驟五、卸下成品件：依次取下第三凹模、固定板和第二凸模，得到成品件。

本發明具有以下有益效果：

由于第一凹槽和第三凹槽沿周向由一端至另一端是逐漸變化的，而且從俯視上看第一凹槽的周向為非對稱螺旋形；利用第一成形裝置和第二成形裝置對坯料進行分段成形，使得非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件得以實現，利用本發明的方法成形的非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件具有表面質量好、尺寸精度高等優點。本發明的方法成形的非對稱非封閉螺旋形變徑薄壁殼體零件相比采用鑄造成形的方法，尺寸精度提高了一倍。

附圖說明