CN103386431A - 一种刚性软质凸模复合胀形加工软法兰的成形方法 - Google Patents

Abstract

一种刚性软质凸模复合胀形加工软法兰的成形方法，将刚性软质凸模复合胀形工装置于压力机工作台上，压力机滑块上升，工装开启，上下模脱离，将管内装好的聚氨酯棒的坯件放入下凹模内，压力机滑块下降，首先在上端未受限制保护部分产生径向增大的圆柱变形并与上凹模成形保护部分贴紧，上滑块再向下运动，轴向压柱逐渐压缩聚氨酯棒，在轴向压柱的压缩作用下，坯件管内的聚氨酯棒将向其未曾得到保护的凸台部位向外扩张，由于凸台高、窄，上模下降，压板与坯件上端部接触，上模继续下移，坯件在压板的端面加压及轴向压柱压缩聚氨酯棒发生胀形，压机上滑块的回升，上下模脱离接触，卸料块通过卸料钉的压机气缸作用上升，将零件顶出。

Description

一种刚性软质凸模复合胀形加工软法兰的成形方法

技术领域

本发明涉及一种加工凸台胀形零件的成形方法，尤其涉及一种刚性软质凸模复合胀形加工软法兰的成形方法。

背景技术

如图1所示软法兰是卡箍组件（APP 31.02）上的一个重要和关键零件，主要用于航空、航天、轮船领域，由于在工作中承受高压，因此，要求零件变形均匀。材料采用1Cr18Ni9Ti-δ0.8(GJB2296)航空不锈钢管，管壁厚0.8。

对于生产凸台胀形零件，最关键的问题在于如何解决好凸台胀形部位的冲压（施力）方向和零件在凸、凹模（或模具）中的脱模矛盾。目前有关资料介绍，一般均采用传统的压力加工方法，如旋压（滚压）胀形工艺，橡胶（或聚氨酯棒）胀形工艺，以及液压胀形工艺、刚性凸模胀形工艺等；但是这些加工方法均存在着一定的局限性。

如旋压（滚压）成形工艺，其尺寸φ50.8^+0.25不易控制，尺寸的一致性差，其废品多，生产困难，可靠性极差，不能满足和适应产品质量和批产要求。

根据工艺计算，零件的胀形系数：K=d_max/d=66/48=1.375＞K_极限，如果采用液体或橡胶等作传压介质进行的软模胀形，虽然胀形过程中，坯件变形比较均匀，但由于K＞K_极限，该工件易破裂，加之凸台窄缝小，而橡皮（或聚氨酯棒）能够深入小缝隙的能力较差，且弹性恢复量大，对于窄缝的胀形不利。而且生产率较低，工人操作条件较差。同样，直接利用模具刚性胀形的机械胀形，虽然具有生产效率高，操作方便的优点，也同样使工件易破裂，因为这两种胀形方法的胀形系数相差不大；尤其对于结构特殊的凸台胀形软法兰零件，凸肚高、窄是它的特点，而采用管坯成形工艺来说，成形难度大；更容易产生失稳起皱，破裂，为保证零件质量，只能采用分步或增加工序的方法解决，但又造成整个加工工艺流程长，占用设备时间多，费工费时，不利于形成批量生产及企业效益提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，从而提出一种刚性软质凸模复合胀形工装，用于加工软法兰的成形方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种刚性软质凸模复合胀形工装，由下模座、第一螺钉、导柱、上凹模、小导套、导套、上模座、第二螺钉、轴向压柱、聚氨酯棒、第一销钉、压板、卸料螺钉、弹簧、坯件、第二销钉、下凹模、顶料块和顶料钉组成；下凹模用第一螺钉和第二销钉紧固于下模座上，凹模下部装有顶件装置顶料钉和顶料块；上模由上模座、压板、轴向压柱组成工作部分；上凹模、小导套组成胀形的保护、成形部分。

一种刚性软质凸模复合胀形加工软法兰的成形方法，将上述胀形工装置于压力机工作台上，工作时，压力机滑块上升，工装开启，上、下模脱离，将管内装好的聚氨酯棒的坯件放入下凹模内，压力机滑块下降，使轴向压柱压缩聚氨酯棒，使坯件首先在上端未受限制保护部分产生径向增大的圆柱变形并与上凹模成形保护部分贴紧，随着上滑块再向下运动，轴向压柱逐渐压缩聚氨酯棒，在轴向压柱的压缩作用下，坯件管内的聚氨酯棒将向其未曾得到保护的凸台部位向外扩张，使坯件产生径向增大的凸肚变形，由于凸台高、窄，聚氨酯棒深入小缝隙的能力差，不能使胀形达到满意效果，随着上模的下降，压板开始与已发生一定胀形的坯件上端部接触，随着上模的继续下移，坯件在压板的端面加压及轴向压柱压缩聚氨酯棒形成的径向压力共同作用下再次发生胀形，直至整个零件胀形到位，然后压机上滑块的回升，上、下模脱离接触，上凹模随着弹簧弹力的回复呈自由状态，卸料块通过卸料钉的压机气缸作用上升，将零件顶出。

采用上述技术方案的有益效果是：

本发明胀形后的零件，外观质量好，尺寸符合图样要求，经机械加工两端面后，安装于产品上工作，承受住了高压的考虑，满足了产品性能的要求，与原工艺相比，具有模具设计简单，可靠实用特点，对于中小型复杂的零件特别适用，具有较好的推广价值。

附图说明

图1是本发明所需加工的软法兰的结构示意图；

图2是本发明中刚性软质凸模复合胀形工装的结构示意图；

图3是本发明中刚性软质凸模复合胀形加工软法兰的过程图；图中：1-下模座、2-第一螺钉、3-导柱、4-上凹模、5-小导套、6-导套、7-上模座、8-第二螺钉、9-轴向压柱、10-聚氨酯棒、11-第一销钉、12-压板、13-卸料螺钉、14-弹簧、15-坯件、16-第二销钉、17-下凹模、18-顶料块、19-顶料钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示，本发明所需加工的软法兰零件的加工工艺为：下管料φ48→车端面，保证坯件高度为42→凸台胀形（胀形模，200KN压力机）→车两端面到图纸尺寸、工艺要求。

如图2所示，一种刚性软质凸模复合胀形工装，由下模座1、第一螺钉2、导柱3、上凹模4、小导套5、导套6、上模座7、第二螺钉8、轴向压柱9、聚氨酯棒10、第一销钉11、压板12、卸料螺钉13、弹簧14、坯件15、第二销钉16、下凹模17、顶料块18和顶料钉19组成；下凹模17用第一螺钉2和第二销钉16紧固于下模座1上，凹模下部装有顶件装置顶料钉19和顶料块18；上模由上模座7、压板12、轴向压柱9组成工作部分；上凹模4、小导套5组成胀形的保护、成形部分。

上述复合胀形工装的特点及要点：

1) 工装结构设计时，从零件的最大直径φ66处作分模面，将凹模设计成上凹模4和下凹模17两部分，方便在胀形后能顺利取出零件。

2)下凹模17用第一螺钉2和第二销钉16紧固于下模座1上，凹模下部装有顶件装置顶料钉19和顶料块18；上模由上模座7、压板12、轴向压柱9组成工作部分；上凹模4、小导套5组成胀形的保护、成形部分。

3)工装采用导柱3、导套6导向，保证了胀形合模的准确、可靠；为保证耐磨，上凹模4采用镶套结构。

4)压板12与轴向压柱9的高度的正确设计，有利于保证胀形动作的实现。

5)聚氨酯棒10棒选用邵氏硬度为75的聚氨酯棒制造，为方便填充和取出，外径按坯件15内径尺寸略小0.5mm制作。

6)轴向压柱9压入聚氨酯棒10的深度依据坯件15胀形前、后体积的变化导致聚氨酯棒10压缩量确定。

一种刚性软质凸模复合胀形加工软法兰的成形方法，将上述胀形工装置于压力机工作台上，工作时，压力机滑块上升，工装开启，上、下模脱离，将管内装好的聚氨酯棒10的坯件15放入下凹模17内，压力机滑块下降，使轴向压柱9压缩聚氨酯棒10，使坯件首先在上端未受限制保护部分产生径向增大的圆柱变形，如图3-b所示，并与上凹模4成形保护部分贴紧，随着上滑块再向下运动，轴向压柱9逐渐压缩聚氨酯棒10，在轴向压柱9的压缩作用下，坯件15管内的聚氨酯棒10将向其未曾得到保护的凸台部位向外扩张，使坯件15产生径向增大的凸肚变形，由于凸台高、窄，聚氨酯棒10深入小缝隙的能力差，不能使胀形达到满意效果，随着上模的下降，压板12开始与已发生一定胀形的坯件15上端部接触，随着上模的继续下移，坯件15在压板12的端面加压及轴向压柱9压缩聚氨酯棒10形成的径向压力共同作用下再次发生胀形，直至整个零件胀形到位，然后压机上滑块的回升，上、下模脱离接触，上凹模4随着弹簧14弹力的回复呈自由状态，卸料块18通过卸料钉19的压机气缸作用上升，将零件顶出。 

Claims (1)

1.一种刚性软质凸模复合胀形加工软法兰的成形方法，其特征在于：将刚性软质凸模复合胀形工装置于压力机工作台上，工作时，压力机滑块上升，工装开启，上、下模脱离，将管内装好的聚氨酯棒 (10)的坯件 (15)放入下凹模 (17)内，压力机滑块下降，使轴向压柱 (9)压缩聚氨酯棒 (10)，使坯件首先在上端未受限制保护部分产生径向增大的圆柱变形并与上凹模 (4)成形保护部分贴紧，随着上滑块再向下运动，轴向压柱 (9)逐渐压缩聚氨酯棒 (10)，在轴向压柱 (9)的压缩作用下，坯件 (15)管内的聚氨酯棒 (10)将向其未曾得到保护的凸台部位向外扩张，使坯件 (15)产生径向增大的凸肚变形，由于凸台高、窄，聚氨酯棒 (10)深入小缝隙的能力差，不能使胀形达到满意效果，随着上模的下降，压板 (12)开始与已发生一定胀形的坯件 (15)上端部接触，随着上模的继续下移，坯件 (15)在压板 (12)的端面加压及轴向压柱 (9)压缩聚氨酯棒 (10)形成的径向压力共同作用下再次发生胀形，直至整个零件胀形到位，然后压机上滑块的回升，上、下模脱离接触，上凹模 (4)随着弹簧 (14)弹力的回复呈自由状态，卸料块 (18)通过卸料钉 (19)的压机气缸作用上升，将零件顶出。

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