CN104907406B - 一种开缝衬套成型制造机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开缝衬套成型制造机构，包括使板料形成倒U状的凹模和凸模，凹模和凸模之间设有能使凹模、凸模分离的A分离装置；凹模和凸模下方设有能使上述倒U状板料成为筒状的开口合拢机构，该开口合拢机构固定在底座上，而且底座上还设有能使开口合拢机构与凸模分离的B分离装置。该机构解决了开缝衬套的生产制造问题，弥补了国内市场上没有此类设备的空缺。具有结构简单，操作简便的特点，并且通过改变楔滑块、凹模和型芯轴的相关尺寸，可以实现一系列开缝衬套的成型制造。

Description

一种开缝衬套成型制造机构

技术领域

本发明属于板料冲压成型机构，具体涉及一种开缝衬套成型制造机构，适用于轴向开口的圆柱形薄壁零件的成型。

背景技术

飞机结构中最频繁发生疲劳问题的地方是紧固件孔，而孔周围的缺陷最容易导致疲劳裂纹的产生，孔周围永久性的压应力是抑制裂纹产生和扩展最好的方法。

开缝衬套冷挤压技术是目前国际飞行器制造业中最先进的孔冷挤压强化工艺，它能够改善机体结构中孔的抗疲劳性能，弥补钻孔工艺的刀痕缺陷，是提高飞机紧固件连接结构寿命最有效的措施之一，提高了零部件的寿命，保证了飞机部件的可靠性、安全性。

在这一技术中，需要用到的一个很关键的部件就是开缝衬套，对开缝衬套的要求较高，且不能重复使用。目前，国内没有成熟的制造厂家，国内使用的开缝衬套几乎全部通过进口获得，导致成本高。

本发明的术语定义如下：

收口高度：楔滑块前端圆弧通槽最低点距离楔滑块下表面的竖直高度。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种开缝衬套成型制造机构，以弥补国内制造开缝衬套这方面的不足。

本发明解决问题的技术方案是：一种开缝衬套成型制造机构，包括使板料形成倒U状的凹模和凸模，凹模和凸模之间设有能使凹模、凸模分离的A分离装置；凹模和凸模下方设有能使上述倒U状板料成为筒状的开口合拢机构，该开口合拢机构固定在底座上，而且底座上还设有能使开口合拢机构与凸模分离的B分离装置。

所述凹模包括顶板，顶板下表面固定有压块，压块下端开有弧形通槽。

所述凸模包括上模板，上模板中心开有可供压块穿过的通孔，且上模板下表面位于通孔两侧处固定有带弧形通槽的型芯轴安装块，该型芯轴安装块中装配有可拆卸的型芯轴，且型芯轴安装块中也开有可供压块穿过的通孔。

所述开口合拢机构包括可在底座上表面滑动的左楔滑块和右楔滑块，以及固定在上模板上且与左楔滑块、右楔滑块相对应装配用以驱动左楔滑块和右楔滑块滑动的左驱动楔和右驱动楔；

所述左楔滑块与左驱动楔配合为单驱动，驱使左楔滑块定向移动；

所述右楔滑块与右驱动楔配合为双驱动，驱使右楔滑块定向移动之后再反方向移动；

左楔滑块和右楔滑块前端均开有四分之一圆弧通槽，其圆弧直径等于开缝衬套外径。

作为上述方案的进一步改进，所述底座与左楔滑块和右楔滑块接触的面上设有耐磨衬垫，该耐磨衬垫镶嵌在底座内且上表面与底座上表面共面。所述底座上固定有对左楔滑块和右楔滑块进行导向的滑轨，所述左楔滑块和右楔滑块卡合在滑轨内并可在滑轨内滑动。

进一步的，所述左驱动楔为棱柱结构，其中部设有前后第一斜面，左楔滑块上设有能使左驱动楔穿过的通孔，该通孔截面为上下相对接的梯形，左驱动楔通过斜面驱使左楔滑块定向移动；

所述右驱动楔也为棱柱结构，其中部设有弯折的第二斜面和第三斜面，右楔滑块上设有能使右驱动楔穿过的通孔，该通孔截面为上下相对接的燕尾槽形，右驱动楔通过斜面驱使右楔滑块定向移动后再反方向移动；

左驱动楔和右驱动楔下端均插入底座中并可在底座中上下移动。

为使得成型过程中开缝衬套的开缝能够完全收紧，消除回弹误差，所述左楔滑块的收口高度低于右楔滑块的收口高度。即：右楔滑块前端圆弧通槽最低点距离右楔滑块下表面的高度大于左楔滑块前端圆弧通槽最低点距离左楔滑块下表面的高度。这样，在成型过程中开缝的两条边能够形成错开重叠收紧状态，当成型压力撤销后，由于金属件的回弹，原先错开重叠的开缝边最终恰好对接闭合。

进一步的，为使得连续送料方便准确，所述型芯轴安装块和上模板之间还设有固定在型芯轴安装块上的导料板。

所述A分离装置为A压缩弹簧，其底端固定安装于上模板，顶端固定安装于顶板，且预先压缩该A压缩弹簧；

所述B分离装置包括卡入底座中的导向套，以及位于该导向套内腔中的B压缩弹簧和导向杆，该B压缩弹簧底端与导向套底端固定，顶端与导向杆底端固定连接，导向杆顶端伸出导向套与上模板下端固定连接，所述导向套通过底板封装在底座中；

为防止顶板被A压缩弹簧弹出脱落，所述导向杆设有中心通孔，该中心通孔内装配有拉杆，所述拉杆为倒T形结构，其底端卡在导向杆下表面，顶端伸出导向杆并穿过上模板，直接与顶板固定连接；

所述A、B分离装置设置于该开缝衬套成型制造机构的四个角落。

本发明开缝衬套成型制造机构的工作过程为：

在该机构处于自由状态时A压缩弹簧和B压缩弹簧均受到预压缩力，上模板与顶板、凸模与凹模、左楔滑块和右楔滑块处于分离状态；

在顶板受到压力机压力并向下移动之前，把预制好的板状毛坯经上模板的入料口放入型芯轴和凹模之间；

当顶板受到压力机压力并向下移动时，顶板带动凹模向下移动，此时的型芯轴不动，使得毛坯两侧围绕型芯轴变形，直到型芯轴、凹模、毛坯相互作用压紧，毛坯由原来的平面状变形为半绕型芯轴的倒U形；

顶板继续向下运行并带动上模板向下运动，上模板带动型芯轴、左驱动楔、右驱动楔向下运动，右驱动楔首先与右楔滑块接触并推动右楔滑块在滑轨的约束下向左平移，毛坯在右楔滑块的约束下绕型芯轴继续变形。右楔滑块的前端面向左移动并越过型芯轴中心一定距离后，右驱动楔继续向下移动驱使右楔滑块向右回退；

右楔滑块向右回退的同时，左驱动楔与左楔滑块作用斜面相接触从而推动左楔滑块也向右移动。由于左楔滑块的收口高度低于右楔滑块，因此左楔滑块向右移动过程中使得衬套开缝的两条边能够形成错开重叠收紧状态，当左楔滑块和右楔滑块同时向右移动至型芯轴中心位置时达到衬套完全紧收状态，衬套成型过程结束。

经过保压之后，压力机撤去，上模板与底座在B分离装置的弹簧力作用下分离，顶板与上模板在A分离装置的弹簧力作用下上移并分离，恢复至初始状态。

成型后的衬套依然缠绕在型芯轴上，此时，将型芯轴从机构中抽出，衬套靠自重从机构中脱落。

本发明主要部件的作用如下：

顶板：用于承受压力机并固定凹模。

型芯轴：为凸模的一部分，用于和凹模中的压块配合使板料毛坯发生变形，形成倒U状。

楔滑块：定向移动后对倒U状衬套半成品继续挤压变形，使其成为筒状的开缝衬套。

驱动楔：用以驱动楔滑块定向移动。

A分离装置：使得顶板和上模板分离，从而带动压块与型芯轴分离。

B分离装置：使得上模板与底座分离。

拉杆：防止顶板与上模板分离时，顶板脱落。

本发明的开缝衬套成型制造机构解决了开缝衬套的生产制造问题，弥补了国内市场上没有此类设备的空缺。具有结构简单，操作简便的特点，并且通过改变楔滑块、凹模和型芯轴的相关尺寸，可以实现一系列开缝衬套的成型制造。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明开缝衬套成型制造机构的立体图。

图2为本发明开缝衬套成型制造机构的分解立体图。

图3为本发明开缝衬套成型制造机构的半剖视图。

图4为图3的T-T剖视图。

图5为本发明开缝衬套成型制造机构的俯视图。

图6为图5的阶梯剖视图。

图7为图5中挤压后状态的阶梯剖视图。

图8为本发明机构的底座俯视图。

图9为图8的V-V剖视图。

图10为本发明凹模上的压块剖视图。

图11为左驱动楔结构图。

图12为左楔滑块主视图。

图13为左楔滑块侧剖视图。

图14为右驱动楔结构图。

图15为右楔滑块主视图。

图16为图15的AD-AD侧剖视图。

图17为上模板的俯视图。

图18为图17的X-Y剖视图。

图19为凹模结构示意图。

图20为凸模结构示意图。

图中，1-底板，2-导向套，3-底座，4-A压缩弹簧，5-B压缩弹簧，6-顶板，7-压块，8-上模板，9-型芯轴安装块，10-型芯轴，11-左楔滑块，12-右楔滑块，13-左驱动楔，14-右驱动楔，15-滑轨，16-导向杆，17-拉杆， 20-导料板，21-耐磨衬垫，22-A分离装置，23-B分离装置，71-弧形通槽,131-第一斜面，141-第二斜面，142-第三斜面。

具体实施方式

如图1～20所示，一种开缝衬套成型制造机构，包括使板料形成倒U状的凹模和凸模，凹模和凸模之间设有能使凹模、凸模分离的A分离装置22；凹模和凸模下方设有能使上述倒U状板料成为筒状的开口合拢机构，该开口合拢机构固定在底座3上，而且底座3上还设有能使开口合拢机构与凸模分离的B分离装置23。

所述凹模包括顶板6，顶板6下表面固定有压块7，压块7下端开有弧形通槽71。

所述凸模包括上模板8，上模板8中心开有可供压块7穿过的通孔，且上模板8下表面位于通孔两侧处固定有带弧形通槽的型芯轴安装块9，该型芯轴安装块9中装配有可拆卸的型芯轴10，且型芯轴安装块9中也开有可供压块7穿过的通孔。

所述开口合拢机构包括可在底座3上表面滑动的左楔滑块11和右楔滑块12，以及固定在上模板8上且与左楔滑块11、右楔滑块12相对应装配用以驱动左楔滑块11和右楔滑块12滑动的左驱动楔13和右驱动楔14；

所述左楔滑块11与左驱动楔13配合为单驱动，左驱动楔13为棱柱结构，其中部设有前后第一斜面131，左楔滑块11上设有能使左驱动楔13穿过的通孔，该通孔截面为上下相对接的梯形，左驱动楔13通过斜面驱使左楔滑块11定向移动；

所述右楔滑块12与右驱动楔14配合为双驱动,右驱动楔14也为棱柱结构，其中部设有弯折的第二斜面141和第三斜面142，右楔滑块12上设有能使右驱动楔14穿过的通孔，该通孔截面为上下相对接的燕尾槽形，右驱动楔14通过斜面驱使右楔滑块12定向移动后再反方向移动；

左楔滑块11和右楔滑块12前端均开有四分之一圆弧通槽，其圆弧直径等于开缝衬套外径,且左楔滑块11的收口高度低于右楔滑块12的收口高度。

左驱动楔13和右驱动楔14下端均插入底座3中并可在底座3中上下移动。

所述底座3与左楔滑块11和右楔滑块12接触的面上设有耐磨衬垫21，该耐磨衬垫21镶嵌在底座3内且上表面与底座上表面共面。所述底座3上固定有对左楔滑块11和右楔滑块12进行导向的T形槽滑轨15，所述左楔滑块11和右楔滑块12为工字型结构，卡合在滑轨15内并可在滑轨15内滑动。

所述型芯轴安装块9和上模板8之间还设有固定在型芯轴安装块9上的导料板20。

所述A分离装置22为A压缩弹簧4，其底端固定安装于上模板8，顶端固定安装于顶板6，且预先压缩该A压缩弹簧4；

所述B分离装置23包括卡入底座3中的导向套2，以及位于该导向套2内腔中的B压缩弹簧5和导向杆16，该B压缩弹簧5底端与导向套2底端固定，顶端与导向杆16底端固定连接，导向杆16顶端伸出导向套2与上模板8下端固定连接，所述导向套2通过底板1封装在底座3中；

所述导向杆16设有中心通孔，该中心通孔内装配有拉杆17，所述拉杆17为倒T形结构，其底端卡在导向杆16下表面，顶端伸出导向杆16并穿过上模板8，直接与顶板6固定连接；

所述A、B分离装置设置于该开缝衬套成型制造机构的四个角落。

本开缝衬套成型制造机构的工作过程为：

在该机构处于自由状态时A压缩弹簧4和B压缩弹簧5均受到预压缩力，上模板8与顶板6、凸模与凹模、左楔滑块11和右楔滑块12处于分离状态；

在顶板6受到压力机压力并向下移动之前，把预制好的板状毛坯经上模板8的入料口放入型芯轴10和凹模之间；

当顶板6受到压力机压力并向下移动时，顶板6带动凹模向下移动，此时的型芯轴10不动，使得毛坯两侧围绕型芯轴10变形，直到型芯轴10、凹模、毛坯相互作用压紧，毛坯由原来的平面状变形为半绕型芯轴10的倒U形；

顶板6继续向下运行并带动上模板8向下运动，上模板8带动型芯轴10、左驱动楔13、右驱动楔14向下运动，右驱动楔14首先与右楔滑块12接触并推动右楔滑块12在滑轨15的约束下向左平移，毛坯在右楔滑块12的约束下绕型芯轴10继续变形。右楔滑块12的前端面向左移动并越过型芯轴10中心一定距离后，右驱动楔14继续向下移动驱使右楔滑块12向右回退；

右楔滑块12向右回退的同时，左驱动楔13与左楔滑块11作用斜面相接触从而推动左楔滑块11也向右移动。由于左楔滑块11的收口高度低于右楔滑块12，因此左楔滑块11向右移动过程中使得衬套开缝的两条边能够形成错开重叠收紧状态，当左楔滑块11和右楔滑块12同时向右移动至型芯轴10中心位置时达到衬套完全紧收状态，衬套成型过程结束。

经过保压之后，压力机撤去，上模板8与底座3在B分离装置23的弹簧力作用下分离，顶板6与上模板8在A分离装置22的弹簧力作用下上移并分离，恢复至初始状态。

成型后的衬套依然缠绕在型芯轴10上，此时，将型芯轴10从机构中抽出，衬套靠自重从机构中脱落。

图示中未说明处为公知常用机构。

Claims (9)

1.一种开缝衬套成型制造机构，其特征在于:包括使板料形成倒U状的凹模和凸模，凹模和凸模之间设有能使凹模、凸模分离的A分离装置（22）；凹模和凸模下方设有能使上述倒U状板料成为筒状的开口合拢机构，该开口合拢机构固定在底座（3）上，而且底座（3）上还设有能使开口合拢机构与凸模分离的B分离装置（23）；所述开口合拢机构包括可在底座（3）上表面滑动的左楔滑块（11）和右楔滑块（12），以及固定在上模板（8）上且与左楔滑块（11）、右楔滑块（12）相对应装配用以驱动左楔滑块（11）、右楔滑块（12）滑动的左驱动楔（13）和右驱动楔（14）；

所述左楔滑块（11）与左驱动楔（13）配合为单驱动，驱使左楔滑块（11）定向移动；

所述右楔滑块（12）与右驱动楔（14）配合为双驱动，驱使右楔滑块（12）定向移动之后再反方向移动；

左楔滑块（11）和右楔滑块（12）前端均开有四分之一圆弧通槽，其圆弧直径等于开缝衬套外径。

2.根据权利要求1所述的开缝衬套成型制造机构，其特征在于：所述凹模包括顶板（6），顶板（6）下表面固定有压块（7），压块（7）下端开有弧形通槽（71）。

3.根据权利要求2所述的开缝衬套成型制造机构，其特征在于：所述凸模包括上模板（8），上模板（8）中心开有可供压块（7）穿过的通孔，且上模板（8）下表面位于通孔两侧处固定有带弧形通槽的型芯轴安装块（9），该型芯轴安装块（9）中装配有可拆卸的型芯轴（10），且型芯轴安装块（9）中也开有可供压块（7）穿过的通孔。

4.根据权利要求1所述的开缝衬套成型制造机构，其特征在于：所述底座（3）与左楔滑块（11）、右楔滑块（12）接触的面上设有耐磨衬垫（21），该耐磨衬垫（21）镶嵌在底座（3）内且上表面与底座（3）上表面共面。

5.根据权利要求4所述的开缝衬套成型制造机构，其特征在于：所述底座（3）上固定有对左楔滑块（11）和右楔滑块（12）进行导向的滑轨（15），所述左楔滑块（11）和右楔滑块（12）卡合在滑轨（15）内并可在滑轨（15）内滑动。

6.根据权利要求1所述的开缝衬套成型制造机构，其特征在于：所述左驱动楔（13）为棱柱结构，其中部设有前后第一斜面（131），左楔滑块（11）上设有能使左驱动楔（13）穿过的通孔，该通孔截面为上下相对接的梯形，左驱动楔（13）通过第一斜面（131）驱使左楔滑块（11）定向移动；

所述右驱动楔（14）也为棱柱结构，其中部设有弯折的第二斜面（141）和第三斜面（142），右楔滑块（12）上设有能使右驱动楔（14）穿过的通孔，该通孔截面为上下相对接的燕尾槽形，右驱动楔（14）通过第二斜面和第三斜面驱使右楔滑块（12）定向移动后再反方向移动；

左驱动楔（13）和右驱动楔（14）下端均插入底座（3）中并可在底座中上下移动。

7.根据权利要求1所述的开缝衬套成型制造机构，其特征在于：左楔滑块（11）的收口高度低于右楔滑块（12）的收口高度。

8.根据权利要求3所述的开缝衬套成型制造机构，其特征在于：所述型芯轴安装块（9）和上模板（8）之间还设有固定在型芯轴安装块（9）上的导料板（20）。

9.根据权利要求3所述的开缝衬套成型制造机构，其特征在于：所述A分离装置（22）为A压缩弹簧（4），其底端固定安装于上模板（8），顶端固定安装于顶板（6），且预先压缩该A压缩弹簧（4）；

所述B分离装置（23）包括卡入底座中的导向套（2），以及位于该导向套（2）内腔中的B压缩弹簧（5）和导向杆（16），该B压缩弹簧（5）底端与导向套（2）底端固定，顶端与导向杆（16）底端固定连接，导向杆（16）顶端伸出导向套（2）与上模板（8）下端固定连接，所述导向套（2）通过底板（1）封装在底座（3）中；

所述导向杆（16）设有中心通孔，该中心通孔内装配有拉杆（17），所述拉杆（17）为倒T形结构，其底端卡在导向杆（16）下表面，顶端伸出导向杆（16）并穿过上模板（8），直接与顶板（6）固定连接；

所述A分离装置（22）和B分离装置（23）设置于该开缝衬套成型制造机构的四个角落。