CN103264184A - 用于钛合金直管接缝切边的模具及加工接缝切边的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钛合金直管接缝切边的模具及加工接缝切边的方法，用于解决现有钛合金直管接缝切边质量难以保证的技术问题。技术方案是底座（1）上固连有夹板（3）和侧板（7），侧板（7）、螺栓（8）、夹板（3）与夹紧块（6）配合用于夹紧外模（5），外模（5）的中心是芯棒（4），芯棒（4）上开有梯形槽供铣刀通过，外模（5）与芯棒（4）之间是待加工的钛合金直管（9）。芯棒（4）将成型的钛合金直管（9）撑开，钛合金直管（9）接缝切边后，松开螺栓（8），移开夹紧块（6），取出芯棒（4），由于钛合金直管的直径比芯棒的直径小，回弹后正好对齐接缝，整齐的接缝有利于焊接，保证了钛合金直管接缝切边质量。

Description

用于钛合金直管接缝切边的模具及加工接缝切边的方法

技术领域

本发明涉及一种接缝切边模具，特别是涉及一种用于钛合金直管接缝切边的模具。还涉及利用这种模具加工接缝切边的方法。

背景技术

随着我国航空工业的不断发展，钛合金板料在飞机制造中的用量在不断增长，通常，在飞机零部件加工中，有大量的油气管路零件，特别是大型飞机中，这种油气管路的直径越来越大。因而，大直径管路的制造一般是通过板料冷弯成形，然后对成形后直管接缝处进行切边，最后通过对接缝的焊接得到钛合金管件。这种加工大直径管件的方法具有工艺简单，材料利用率高，成本低的优势。

在这种加工方法中，弯曲成筒状的管路往往存在焊接接缝对不齐的情况。目前，一般采用专用的钛合金剪刀对接缝处进行手工切边，这种方法需多人配合操作，工作量很大，而且由于钛合金较硬，冷成形后进行切边比较困难，所以在用剪刀剪的过程中很难保证切边的直线度和切边质量，因而将对后续的焊接过程和焊接质量造成很大影响，故急需一种能保证钛合金板冷弯直管的接缝处切边质量的方法。

发明内容

为了克服现有钛合金直管接缝切边质量难以保证的不足，本发明提供一种用于钛合金直管接缝切边的模具。该模具在底座上固连有夹板和侧板，侧板一侧有一个夹紧块，夹板和夹紧块上有三角槽，侧板、螺栓、夹板与夹紧块配合用于夹紧外模，外模的中心是芯棒，芯棒上开有梯形槽供铣刀通过，外模与芯棒之间是待加工的钛合金直管。芯棒将成型的钛合金直管撑开，钛合金直管接缝切边后，松开螺栓，移开夹紧块，取出芯棒，由于钛合金直管的直径比芯棒的直径小，回弹后正好对齐接缝，整齐的接缝有利于焊接，可以保证钛合金直管接缝切边质量。

本发明还提供利用上述切边模具加工接缝切边的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于钛合金直管接缝切边的模具，其特点是包括底座1、加强肋2、夹板3、芯棒4、外模5、夹紧块6、侧板7和螺栓8。所述夹板3和侧板7固连在底座1上，四个加强肋2位于夹板3及侧板7外侧并分别将夹板3及侧板7与底座1固连，相邻两个加强肋2关于底座1的中心面对称，夹紧块6位于夹板3与侧板7之间且靠近侧板7一侧，位置可调，夹紧块6与夹板3配合夹紧外模5，芯棒4上开有梯形槽，芯棒4位于外模5中心，钛合金直管9被芯棒4撑开后置于芯棒4与外模5之间，芯棒4、外模5和钛合金直管9上的梯形槽边线重合。通过调节侧板7上的螺栓8调整夹紧块6的位置和夹紧程度。

所述夹板3靠近外模5的一侧开有底角为120°的三角形槽。

所述夹紧块6靠近外模5的一侧开有底角为120°的三角形槽。

所述芯棒4直径是钛合金直管9直径的1.25倍。

所述芯棒4上梯形槽的开槽角度为47°。

所述外模5上梯形槽的开槽角度为47°。

一种利用上述切边模具加工接缝切边的方法，其特点是包括以下步骤：

第一步，用芯棒4将钛合金直管9撑开后放到外模5中，再将其整体放在夹板3与夹紧块6之间。

第二步，旋紧螺栓8，随着夹紧块6的移动，夹紧块6与夹板3夹紧外模5。

第三步，将切边模具移动到铣床工作台上固定好，对钛合金直管9进行对刀切边，保持待切边处芯棒4及外模5端面与铣刀的竖直进给方向一致，切完一边后，调转外模5，重新固定，进行另一边的铣切。

第四步，关机床，将切边模具卸下来，松开螺栓8，移开夹紧块6，撤出芯棒4，得到切边后的钛合金直管9。

本发明的有益效果是：由于该模具在底座上固连有夹板和侧板，侧板一侧有一个夹紧块，夹板和夹紧块上有三角槽，侧板、螺栓、夹板与夹紧块配合用于夹紧外模，外模的中心是芯棒，芯棒上开有梯形槽供铣刀通过，外模与芯棒之间是待加工的钛合金直管。芯棒将成型的钛合金直管撑开，钛合金直管接缝切边后，松开螺栓，移开夹紧块，取出芯棒，由于钛合金直管的直径比芯棒的直径小，回弹后正好对齐接缝，整齐的接缝有利于焊接，保证了钛合金直管接缝切边质量。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

附图说明

图1是本发明用于钛合金直管接缝切边的模具的主视图。

图2是本发明用于钛合金直管接缝切边的模具的俯视图。

图3是本发明用于钛合金直管接缝切边的模具的左视图。

图4是图1中侧板的轴测图。

图5是图1中芯棒的轴测图。

图6是图1中外模的轴测图。

图7是脱离外模后芯棒与钛合金直管的示意图。

图8是去掉芯棒回弹后的钛合金直管的示意图。

图中，1-底座，2-加强肋，3-夹板，4-芯棒，5-外模，6-夹紧块，7-侧板，8-螺栓，9-钛合金直管。

具体实施方式

以下实施例参照图1～8。

本实施例是用于长度200mm，截面为Φ60mm的钛合金直管件切边的模具，包括切边模具的底座1，加强肋2，夹板3，芯棒4，外模5，夹紧块6，侧板7，螺栓8。其中夹板3及侧板7分别距底座1的两端面40mm，加强肋2位于夹板3及侧板7外侧且靠近底座1的端面，相邻两个加强肋2距离30mm，关于底座1的中心面对称，夹板3、侧板7和加强肋2通过焊接的方式固定在底座1上，夹紧块6位于夹板3与侧板7之间且靠近侧板7一侧，位置可调，与夹板3配合夹紧外模5，用芯棒4将直管件撑开放到外模5内，再将其整体放在夹板3与夹紧块6之间，将螺栓8旋进侧板7，通过调节螺栓头一侧螺杆长度来调整夹紧块6的位置和夹紧程度。

切边模具的底座1的尺寸根据需切边的直管件最大长度决定及对模具刚度的要求确定，材料为45钢，本实施例中取厚度为30mm，尺寸240mm×150mm的长方体，起安放其他零件及夹持作用。

切边模具的加强肋2由模具刚度的要求确定，为三角形块体结构，两直角边长分别为90mm，60mm，厚度为10mm，共四个，保证整个模具具有足够的强度及刚度的作用。

切边模具的夹板3及夹紧块6的尺寸由模具刚度的要求及直管件长度确定，其高度应在管件直径的1倍左右以保证夹持稳定。其上面开有底角120°三角形槽，材料为45钢，起夹紧外模5的作用，本实施例中取150mm×90mm×25mm，开槽深度为5mm，尺寸150mm×50mm。

切边模具的芯棒4及外模5由直管件尺寸及铣刀尺寸确定，芯棒4上开有梯形槽，材料为45钢，保证切边后的管件回弹后直径恰好为所需要的管件直径，通常芯棒4的直径应为所加工管件直径的1.25倍。开槽尺寸的确定，梯形槽长边由管件撑开后保证周长不变确定，短边由铣刀尺寸确定，应铣刀顺利通过。本实施例中取芯棒4的截面尺寸Φ75mm，长度200mm，梯形槽上边长30mm，上边长16.91mm，开槽角度47°，外模5的内径75mm，外径90mm，开槽角度47°，长度200mm。

切边模具的侧板7和夹紧块6配合起到夹紧外模5作用，其尺寸由夹紧块6的尺寸确定，材料为45钢，上面开有4个M12的螺纹孔，位置在加强肋2外侧20mm处，保证扳手工作空间，配合4个夹紧螺栓，通过调节螺栓头一侧螺杆长度来调整夹紧块6的位置和夹紧程度。

在组合切边模具及使用时分以下五个步骤。

第一步，依次将夹板3、侧板7和加强肋2在底座1上位置确定好，然后通过焊接的方法将各部分连接好构成模具的主框架，接着将夹紧块6放到模具的主框架中靠近侧板7一侧的预定位置，应保证外模5能顺利放到夹紧块6与夹板3之间，最后将螺栓旋进侧板7。

第二步，用芯棒4将直管件撑开放到外模5内，再将其整体放在夹板3与夹紧块6之间，完成模具整体的装配。

第三步，将整个模具移动到铣床工作台上固定好，进行对刀切边，保证待切边处芯棒4及外模5端面与铣刀的竖直进给方向一致，切完一边后，调转外模5，重新固定，进行另一边的铣切。

第四步，关机床，将模具卸下来，松开螺栓8，移开夹紧块6，撤出芯棒4，得到切边后的直管件。

第五步，重复以上步骤，进行批量加工。

Claims (7)

1.一种用于钛合金直管接缝切边的模具，其特征在于包括底座（1）、加强肋（2）、夹板（3）、芯棒（4）、外模（5）、夹紧块（6）、侧板（7）和螺栓（8）；所述夹板（3）和侧板（7）固连在底座（1）上，四个加强肋（2）位于夹板（3）及侧板（7）外侧并分别将夹板（3）及侧板（7）与底座（1）固连，相邻两个加强肋（2）关于底座（1）的中心面对称，夹紧块（6）位于夹板（3）与侧板（7）之间且靠近侧板（7）一侧，位置可调，夹紧块（6）与夹板（3）配合夹紧外模（5），芯棒（4）上开有梯形槽，芯棒（4）位于外模（5）中心，钛合金直管（9）被芯棒（4）撑开后置于芯棒（4）与外模（5）之间，芯棒（4）、外模（5）和钛合金直管（9）上的梯形槽边线重合；通过调节侧板（7）上的螺栓（8）调整夹紧块（6）的位置和夹紧程度。

2.根据权利要求1所述的用于钛合金直管接缝切边的模具，其特征在于：所述夹板（3）靠近外模（5）的一侧开有底角为120°的三角形槽。

3.根据权利要求1所述的用于钛合金直管接缝切边的模具，其特征在于：所述夹紧块（6）靠近外模（5）的一侧开有底角为120°的三角形槽。

4.根据权利要求1所述的用于钛合金直管接缝切边的模具，其特征在于：所述芯棒（4）直径是钛合金直管（9）直径的1.25倍。

5.根据权利要求1所述的用于钛合金直管接缝切边的模具，其特征在于：所述芯棒（4）上梯形槽的开槽角度为47°。

6.根据权利要求1所述的用于钛合金直管接缝切边的模具，其特征在于：所述外模（5）上梯形槽的开槽角度为47°。

7.一种利用权利要求1所述切边模具加工接缝切边的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，用芯棒（4）将钛合金直管（9）撑开后放到外模（5）中，再将其整体放在夹板（3）与夹紧块（6）之间；

第二步，旋紧螺栓（8），随着夹紧块（6）的移动，夹紧块（6）与夹板（3）夹紧外模（5）；

第三步，将切边模具移动到铣床工作台上固定好，对钛合金直管（9）进行对刀切边，保持待切边处芯棒（4）及外模（5）端面与铣刀的竖直进给方向一致，切完一边后，调转外模（5），重新固定，进行另一边的铣切；

第四步，关机床，将切边模具卸下来，松开螺栓（8），移开夹紧块（6），撤出芯棒（4），得到切边后的钛合金直管（9）。

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