CN104959478A - 一种开缝衬套扩口成形机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开缝衬套扩口成形机构，包括底座、底座上固定安装的右凹模，以及可在底座上滑动并且与右凹模配套嵌合的左凹模，右凹模和左凹模分别在竖直方向开有半圆弧通槽，且当左右凹模嵌合装配后两半圆弧相对接形成圆形通孔A；底座上设有用以推动左凹模滑动并与右凹模压紧的压紧机构；左右凹模之间设有能将左右凹模分离的左凹模回弹机构；还包括与左右凹模嵌合后的圆形通孔A相配合的凸模，凸模包括圆柱形凸模本体，凸模本体下端设有能插入圆形通孔A中的芯轴，且凸模本体直径大于该芯轴直径，凸模本体与芯轴的衔接过渡处设有开缝衬套扩口锥。该扩口成形机构解决了开缝衬套主体成形之后扩口的问题，具有结构简单，操作简便的特点。

Description

一种开缝衬套扩口成形机构
技术领域
本发明属于材料成形技术领域，具体涉及一种开缝衬套扩口成形机构，适用于轴向开缝的薄壁零件，也适用于封闭的圆柱形薄壁管材口部的扩大成形。
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。在开缝衬套的生产工艺中，当衬套主体生产完成后，需要对衬套的一端进行扩口成形。由于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，当然也就没有相应的开缝衬套扩口成形的专用机构。因此，现在亟需一种开缝衬套的成形机构以及开缝衬套主体成形后的扩口成形机构。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种开缝衬套扩口成形机构，以弥这方面的不足。
本发明解决问题的技术方案是：一种开缝衬套扩口成形机构，包括底座、底座上固定安装的右凹模，以及可在底座上滑动并且与右凹模配套嵌合的左凹模，所述右凹模和左凹模分别在竖直方向开有半圆弧通槽，且当左凹模和右凹模嵌合装配后两半圆弧相对接形成圆形通孔A；
所述底座上还设有用以推动左凹模滑动并与右凹模压紧的压紧机构；
左凹模和右凹模之间设有能将左凹模和右凹模分离的左凹模回弹机构；
同时，还包括与左、右凹模嵌合后的圆形通孔A相配合的凸模，该凸模包括圆柱形凸模本体，该凸模本体下端设有能插入圆形通孔A中的芯轴，且凸模本体直径大于该芯轴直径，凸模本体与芯轴的衔接过渡处设有开缝衬套扩口锥。
所述左凹模回弹机构包括在X方向上、左凹模和右凹模内开设的通孔B，位于右凹模区域段的通孔B内安装有堵头A，位于左凹模区域段的通孔B内固定安装有堵头B，堵头A、B之间安装有弹性部件。
所述弹性部件优选为弹簧。
所述压紧机构包括固定在底座上的旋转轴，以及套装在旋转轴上的偏心轮，且偏心轮上设有手柄。优选的，旋转轴上套装偏心轮时安装有衬套，以增强该旋转轴的耐磨度。
进一步的，凸模本体内设有中心通孔C，该中心通孔C与芯轴具有共同的中心轴线，中心通孔C顶端安装有堵丝，堵丝下端接有弹簧A，弹簧A另一端通过螺钉与芯轴可拆卸连接，以便更换不动直径的芯轴。
更进一步的，所述底座竖直方向上开设有与芯轴同轴线且直径大于等于芯轴的定位孔。
优选的，所述定位孔下端开设有贯穿底座的通气孔，避免冲压成形过程中气体在圆形通孔A中滞留。
本发明的开缝衬套扩口成形机构的工作过程为：
（1）将手柄转动90度，左凹模在左凹模回弹机构的弹簧力作用下向左运动，再将凸模从机构中取出，把开缝衬套套入芯轴并放入左凹模和右凹模形成的圆形通孔A，衬套开口对正左凹模上半圆弧通槽中心，插入底座上的定位孔中。
（2）然后回转手柄，在偏心轮作用下推动左凹模向右移动，左凹模和右凹模形成的圆形通孔A迫使衬套开缝的两端面合并且紧贴芯轴。
（3）凸模本体在压力机作用下向下进给，当扩口锥与衬套端口接触时开始扩口，继续下行强迫衬套口部向外扩展，直到扩口锥、开缝衬套形成的扩口、左凹模和右凹模上表面相互间完全贴紧，挤压过程即完成。
（4）经过一段时间的保压之后，压力机离开，凸模本体在弹簧A弹力作用下向上运动，凸模本体与衬套分离，然后转动手柄，左凹模在弹簧B弹力作用下向左移动，左凹模与衬套分离，最后取出凸模，取下衬套。
本发明所定义的扩口锥是与所需扩口角度相同的锥面，可根据不同的扩口角度设计不同角度的锥面。
本发明的开缝衬套扩口成形机构解决了开缝衬套主体成形之后扩口的问题，具有结构简单，操作简便的特点，并且弥补了国内市场上没有此类设备的空缺。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明扩口成形机构的立体结构图。
图2为本发明扩口成形机构的主视图。
图3为图2中Ⅰ的局部放大图。
图4为本发明扩口成形机构的剖切俯视图。
图5右凹模剖切俯视图。
图6为右凹模侧视图。
图7为左凹模俯视图。
图8为左凹模侧视图。
图9为底座俯视图。
图10为图9中的阶梯剖视图。
图11为图2中的中心通孔C示意图。
图中，1-手柄，2-偏心轮，3-衬套，4-旋转轴，5-底座，6-弹簧B，7-凸模，8-左凹模，9-右凹模，10-堵头A，11-堵头B，12-通孔B，51-定位孔，52-通气孔，71-堵丝，72-螺钉，73-芯轴，74-凸模本体，75-扩口锥，76-弹簧A，77-圆形通孔A，78-中心通孔C。
具体实施方式
如图1～11所示，一种开缝衬套扩口成形机构，包括底座5、底座5上固定安装的右凹模9，以及可在底座5上滑动并且与右凹模9配套嵌合的左凹模8，所述右凹模9和左凹模8分别在竖直方向开有半圆弧通槽，且当左凹模8和右凹模9嵌合装配后两半圆弧相对接形成圆形通孔A77；
所述底座5上还设有用以推动左凹模8滑动并与右凹模9压紧的压紧机构，所述压紧机构包括固定在底座5上的旋转轴4，以及套装在旋转轴4上的偏心轮2，旋转轴4上套装偏心轮2时安装有衬套3，且偏心轮2上设有手柄1；
左凹模8和右凹模9之间设有能将左凹模和右凹模分离的左凹模回弹机构，该左凹模回弹机构包括在X方向上、左凹模8和右凹模9内开设的通孔B12，位于右凹模9区域段的通孔B内安装有堵头A10，位于左凹模8区域段的通孔B内固定安装有堵头B11，堵头A、B之间安装有弹簧B6；
同时，还包括与左、右凹模嵌合后的圆形通孔A77相配合的凸模7，该凸模7包括圆柱形凸模本体74，该凸模本体74下端设有能插入圆形通孔A77中的芯轴73，且凸模本体74直径大于该芯轴73直径，凸模本体74与芯轴73的衔接过渡处设有开缝衬套扩口锥75；
进一步的，凸模本体74内设有中心通孔C78，该中心通孔C78与芯轴73具有共同的中心轴线，中心通孔C78顶端安装有堵丝71，堵丝71下端接有弹簧A76，弹簧A76另一端通过螺钉72与芯轴73可拆卸连接；
所述底座5竖直方向上开设有与芯轴73同轴线且直径大于等于芯轴73的定位孔51，定位孔51下端开设有贯穿底座的通气孔52。
该开缝衬套扩口成形机构的工作过程为：
（1）将手柄1转动90度，左凹模8在弹簧B6的作用下向左运动，再将凸模7从机构中取出，把开缝衬套套入芯轴73并放入左凹模8和右凹模9形成的圆形通孔A77，衬套开口对正左凹模8上半圆弧通槽中心，插入底座5上的定位孔51中。
（2）然后回转手柄1，在偏心轮2作用下推动左凹模8向右移动，左凹模8和右凹模9形成的圆形通孔A77迫使衬套开缝的两端面合并且紧贴芯轴73。
（3）凸模本体74在压力机作用下向下进给，当扩口锥75与衬套端口接触时开始扩口，继续下行强迫衬套口部向外扩展，直到扩口锥75、开缝衬套形成的扩口、左凹模8和右凹模9上表面相互间完全贴紧，挤压过程即完成。
（4）经过一段时间的保压之后，压力机离开，凸模本体74在弹簧A76弹力作用下向上运动，凸模本体74与衬套分离，然后转动手柄1，左凹模8在弹簧B6弹力作用下向左移动，左凹模8与衬套分离，最后取出凸模7，取下衬套。

Claims (8)

1.一种开缝衬套扩口成形机构，其特征在于：包括底座(5)、底座(5)上固定安装的右凹模(9)，以及可在底座(5)上滑动并且与右凹模(9)配套嵌合的左凹模(8)，所述右凹模(9)和左凹模(8)分别在竖直方向开有半圆弧通槽，且当左凹模(8)和右凹模(9)嵌合装配后两半圆弧相对接形成圆形通孔A(77)；
所述底座(5)上还设有用以推动左凹模(8)滑动并与右凹模(9)压紧的压紧机构；
左凹模(8)和右凹模(9)之间设有能将左凹模(8)和右凹模(9)分离的左凹模回弹机构；
同时，还包括与左、右凹模嵌合后的圆形通孔A(77)相配合的凸模(7)，该凸模(7)包括圆柱形凸模本体(74)，该凸模本体(74)下端设有能插入圆形通孔A(77)中的芯轴(73)，且凸模本体(74)直径大于该芯轴(73)直径，凸模本体(74)与芯轴(73)的衔接过渡处设有开缝衬套扩口锥(75)。
2.根据权利要求1所述的开缝衬套扩口成形机构，其特征在于：所述左凹模回弹机构包括在X方向上、左凹模(8)和右凹模(9)内开设的通孔B(12)，位于右凹模(9)区域段的通孔B(12)内安装有堵头A(10)，位于左凹模(8)区域段的通孔B(12)内固定安装有堵头B(11)，堵头A、B之间安装有弹性部件。
3.根据权利要求2所述的开缝衬套扩口成形机构，其特征在于：所述弹性部件为弹簧B(6)。
4.根据权利要求1所述的开缝衬套扩口成形机构，其特征在于：压紧机构包括固定在底座上的旋转轴(4)，以及套装在旋转轴(4)上的偏心轮(2)，且偏心轮(2)上设有手柄(1)。
5.根据权利要求4所述的开缝衬套扩口成形机构，其特征在于：旋转轴(4)上套装偏心轮(2)时安装有衬套(3)。
6.根据权利要求1所述的开缝衬套扩口成形机构，其特征在于：凸模本体(74)内设有中心通孔C(78)，该中心通孔C(78)与芯轴(73)具有共同的中心轴线，中心通孔C(78)顶端安装有堵丝(71)，堵丝(71)下端接有弹簧A(76)，弹簧A(76)另一端通过螺钉(72)与芯轴(73)可拆卸连接。
7.根据权利要求1～6任一项所述的开缝衬套扩口成形机构，其特征在于：所述底座(5)竖直方向上开设有与芯轴(73)同轴线且直径大于等于芯轴的定位孔(51)。
8.根据权利要求7所述的开缝衬套扩口成形机构，其特征在于：所述定位孔(51)下端开设有贯穿底座(5)的通气孔(52)。
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