CN102773349B - 成型模具及使用该模具制备z形环体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种成型模具，用于将待加工件加工为Z形环体，其包括：上模体、与上模体匹配的下模体；其上模体和下模体均为回转件，且上模体设置于下模体的上方；上模体包括上冲头，上冲头端部为Z形曲面，Z形曲面的形状与加工后所需的Z形环体的内孔相同；下模体包括下冲头，下冲头设置于上冲头的下方。本发明还提供的一种使用上述成型模具制备Z形环的方法。本发明提供的成型模具及使用该模具制备Z形环体的方法，此成型模具通过设置上模体和与上模体匹配的下模体，能够将翻边、拉伸成型等成型过程连贯一起完成，避免了多工序成型工艺存在的定位误差，提高了成型精度，提高了加工效率，实用性强。

Description

成型模具及使用该模具制备Z形环体的方法

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种成型模具。此外，本发明还涉及一种包括使用上述成型模具制备Z形环体的方法。

背景技术

参见图1，航空发动机上需配备许多外轮廓为Z形的Z形环体，Z形环体包括第一台阶31和第二台阶32。Z形环体在加工制备时，如采用一次拉深成型的工艺方法，可能会因毛坯金属材料流动性差，待加工件易在第一台阶31和第二台阶32的拐角处被拉伸变薄，甚至产生破裂。尤其，参见图2，当Z形环体的最大和最小内径尺寸相差较大，或第一台阶31和第二台阶32的拐角折弯程度较大时，需要进行两次、三次甚至三次以上拉伸加整形工序。

多次的拉伸整形工序需要多套模具与之配合使用，使得模具成本高，且零件在不同工序的模具间转换时，会不可避免的存在定位误差，使得加工精度不高，且加工效率低。

发明内容

本发明目的在于提供一种成型模具，以解决现有的模具成本高，加工精度低和加工效率低的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种成型模具，用于将待加工件加工为Z形环体，其包括：上模体、与上模体匹配的下模体；其上模体和下模体均为回转件，且上模体设置于下模体的上方；上模体包括上冲头，上冲头端部为Z形曲面，Z形曲面的形状与加工后所需的Z形环体的内孔相同；下模体包括下冲头，下冲头设置于上冲头的下方。

进一步地，上模体包括呈现环形状结构的压边圈，上冲头可沿压边圈的内孔上下移动。

进一步地，下模体包括套设于下冲头周缘的顶块，驱动顶块的顶杆，顶块正对设置于上冲头的下方，同时设置于顶杆的上方，顶杆驱动顶块沿上冲头上下移动。

进一步地，下模体还包括设置于压边圈下方的凹模，凹模的内孔与压边圈的内孔为同一轴线，且凹模的内孔孔径大于压边圈的内孔孔径，两者的内孔差值等于待加工件材料厚度的二倍。

进一步地，下模体还包括下模板，下冲头、顶杆和凹模均设置在下模板上。

根据本发明的另一方面，还提供了一种使用上述成型模具制备Z形环的方法，包括以下步骤：S1：按要求下环形的料板，加工形成待加工件；S2：将待加工件放置于成型模具上，冲压翻边区和过渡区，形成第一台阶；S3：拉伸拉伸区，形成第二台阶。

进一步地，待加工件为环形毛坯件，安放于成型模具的下模体上，并置于上冲头和下冲头之间。

进一步地，在步骤S2中，成型模具的压边圈压紧拉伸区；翻边区和过渡区的交接处形成第一台阶，拉伸区和过渡区的交接处形成第二台阶。

本发明具有以下有益效果：本发明提供的成型模具及使用该模具制备Z形环体的方法，此成型模具通过设置上模体和与上模体匹配的下模体，能够将翻边、拉伸成型等成型过程连贯一起完成，相比现有技术中的多次成型加工工序需要更换多套成型模具的成型过程而言，避免了多工序成型工艺存在的定位误差，提高了成型精度，提高了加工效率，实用性强。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例所涉及的Z形环体示意图；

图2是本发明优选实施例所涉及的Z形环体的第一台阶和第二台阶折弯程度较大时的示意图；

图3是本发明优选实施例所涉及的待加工件的结构示意图；

图4是本发明优选实施例的成型模具的结构示意图；

图5是本发明优选实施例的Z形环体制备方法的成型过程示意图；

图6是本发明其他实施例所涉及的Z形环体示意图；以及

图7是本发明其他实施例的图6的a向示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1至图4，本发明提供了一种成型模具，用于将待加工件3加工为Z形环体，其包括上模体1、与上模体1匹配的下模体2。其中，上模体1和下模体2均为同一轴心线的回转件，上模体1设置于下模体2的上方；待加工件3为金属材质的环形毛坯，加工前，待加工件3安放于下模体2上，与上模体1保持一定的距离。

详见图1和图3，根据Z形环体的形状将待加工件3的毛坯顺次包括三区：翻边区301、过渡区302和拉伸区303，翻边区301和过渡区302的交接处可形成第一台阶31，拉伸区303和过渡区302的交接处可形成第二台阶32。

详见图4，上模体1包括上冲头1和压边圈11，压边圈11为环形结构，其可跟随设备(如：双动液压机)的滑块(图未示出)沿轴向上下移动，用来压紧待加工件3的拉伸区303处。上冲头10端部为Z形曲面100，Z形曲面100的形状与加工后所需Z形环体的内孔相同，上冲头10由外设的驱动装置驱动，可沿压边圈11的内孔上下移动。优选地，上冲头10与压边圈11内孔之间有较小的间隙，便于安装并减小使用过程中的摩擦。

下模体2包括设置于上冲头10下方的下冲头20、套设于下冲头20周缘的顶块200、驱动顶块200的顶杆21、设置于压边圈11下方的凹模22和下模板23，下冲头20、顶杆21和凹模22均设置在下模板23上。其中，顶块200可沿下冲头20及凹模22上下滑动，顶块200正对设置于上冲头10的下方，同时设置于顶杆21的上方，顶杆21由设备(如：双动液压机)的驱动装置(图未示出)驱动，并将驱动力沿轴向传递给顶块200，使得顶块200可轴向上下移动。凹模22与顶块200套装且为滑动配合。凹模22的内孔与压边圈11的内孔为同一轴心线，且凹模22的内孔孔径大于压边圈11的内孔孔径，两者的内孔差值等于待加工件3材料厚度的二倍。

本发明还提供了一种使用上述成型模具制备Z形环体的方法，参见图5，其包括三个步骤，具体步骤如下：

步骤S1：按要求下环形的料板，加工形成待加工件3；

步骤S2：将待加工件3放置于本发明的成型模具上，冲压翻边区301和过渡区302，形成第一台阶31；

具体操作为：首先，通过顶杆21将顶块200顶至与凹模22齐平，将待加工件3放置于凹模22和顶块200形成的平面，其中，拉伸区303放置于凹模22上。其次，压边圈11下行，并与凹模22配合压紧待加工件3的拉伸区303。最后，上冲头10沿待加工件3的内孔下行，根据Z形曲面100的形状，冲压出翻边区301和过渡区302，形成第一台阶31。

步骤S3：拉伸拉伸区303，形成第二台阶32；

具体操作为：随着上冲头10继续下行，上冲头10和顶块200夹紧待加工件3并将其拉入凹模22内，进而形成第二台阶32，完成Z形环体的加工。

当然，在其他实施例中，根据上冲头10的Z形曲面100的形状不同，和合模时与Z形曲面100配合的顶块200表面的形状不同，可以加工出其他结构形式更为复杂的Z形环体，如参见图6，在第一台阶31和(或)第二台阶32处还设置有与之成型方向相反的局部台阶33，局部台阶33通过局部成型而成。此时，下冲头20的Z形曲面100和上冲头10的表面均设置有与局部台阶33相适应的型面。当此成型模具加工出第二台阶32后，上冲头10与顶块200一起继续下行，上冲头10与下冲头20合模后，加工出局部台阶33，从而完成Z形环体的局部成型加工。使用本发明的成型模具制备此Z形环体的工艺改善了待加工件3的材料的流动性，最大限度的减小了材料变形，尤其是变薄的情况。

本发明提供的成型模具及使用该模具制备Z形环体的方法，此成型模具通过设置上模体和与上模体匹配的下模体，能够将翻边、拉伸成型甚至局部成型等成型过程连贯一起完成，相比现有技术中的多次成型加工工序需要更换多套成型模具的成型过程而言，避免了多工序成型工艺存在的定位误差，提高了成型精度，提高了加工效率，实用性强。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种成型模具，用于将待加工件(3)加工成Z形环体，其特征在于，包括：上模体(1)、与所述上模体(1)匹配的下模体(2)；

所述上模体(1)和所述下模体(2)均为回转件，且所述上模体(1)设置于所述下模体(2)的上方；所述上模体(1)包括上冲头(10)，所述上冲头(10)端部为Z形曲面(100)，所述Z形曲面(100)的形状与加工后所需的Z形环体的内孔相同；所述下模体(2)包括下冲头(20)，所述下冲头(20)设置于所述上冲头(10)的下方；

待加工件(3)的毛坯顺次包括三区：翻边区(301)、过渡区(302)和拉伸区(303)，翻边区(301)和过渡区(302)的交接处将形成第一台阶(31)，拉伸区(303)和过渡区(302)的交接处将形成第二台阶(32)；

上模体(1)包括压边圈(11)，压边圈(11)为环形结构，压边圈(11)可跟随设备的滑块沿轴向上下移动，用来压紧待加工件(3)的拉伸区(303)处；

下模体(2)包括套设于下冲头(20)周缘的顶块(200)、驱动顶块(200)的顶杆(21)、设置于压边圈(11)下方的凹模(22)和下模板(23)，下冲头(20)、顶杆(21)和凹模(22)均设置在下模板(23)上；

凹模(22)与顶块(200)套装且为滑动配合；

凹模(22)的内孔与压边圈(11)的内孔为同一轴心线，且凹模(22)的内孔孔径大于压边圈(11)的内孔孔径，两者的内孔差值等于待加工件(3)材料厚度的二倍。

2.一种制备Z形环体的方法，其特征在于，使用权利要求1所述的成型模具，包括以下步骤：

S1：按要求下环形的料板，加工形成待加工件(3)；

S2：将所述待加工件(3)放置于所述成型模具上，冲压翻边区(301)和过渡区(302)，形成第一台阶(31)；

具体操作为：首先，通过顶杆(21)将顶块(200)顶至与凹模(22)齐平，将待加工件(3)放置于凹模(22)和顶块(200)形成的平面，其中，拉伸区(303)放置于凹模(22)上；其次，压边圈(11)下行，并与凹模(22)配合压紧待加工件(3)的拉伸区(303)；最后，上冲头(10)沿待加工件(3)的内孔下行，根据Z形曲面(100)的形状，冲压出翻边区(301)和过渡区(302)，形成第一台阶(31)；

S3：拉伸拉伸区(303)，形成第二台阶(32)；

具体操作为：随着上冲头(10)继续下行，上冲头(10)和顶块(200)夹紧待加工件(3)并将其拉入凹模(22)内，进而形成第二台阶(32)，完成Z形环体的加工。

3.根据权利要求2所述的制备Z形环体的方法，其特征在于，所述待加工件(3)为环形毛坯件，安放于所述成型模具的下模体(2)上，并置于所述上冲头(10)和所述下冲头(20)之间。

4.根据权利要求3所述的制备Z形环体的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述成型模具的压边圈(11)压紧所述拉伸区(303)；所述翻边区(301)和过渡区(302)的交接处形成第一台阶(31)，所述拉伸区(303)和所述过渡区(302)的交接处形成第二台阶(32)。