CN105149459B - 一种锥形件成型模具 - Google Patents
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Abstract
一种锥形件成型模具，用于将锥形毛坯成型为锥形件，包括位于上方的凸模以及位于下方的凹模，其中所述凹模中设置有通过顶杆操作其上下运动的顶块，所述凹模固定安装在下模板的上方，所述顶杆穿设在所述下模板的顶杆孔中，所述锥形件成型模具进一步包括一个套置在所述凸模外侧的可转动的转动压边圈。本发明的锥形件成型模具提供了可以转动的压边圈，利用转动压边圈对拉伸过程中的锥面的末端进行持续不间断的碾压，防止这部分结构材料起皱和增厚，同时通过碾压作用降低了直壁部分的成型拉力从而使得本发明的锥形件成型模具特别适用于直壁长度较大、直壁拉深所需拉深力大于锥面成型所需拉力的零件成型，同时也适合直径尺寸较大零件的成型。
Description
技术领域
本发明属钣金成形制造领域，特别地，涉及一种用于航空发动机的锥形件的成型模具。
背景技术
在航空发动机上尾锥类锥形件零件应用普遍，这类锥形件的结构通常同时包含锥面、过渡圆弧面和圆柱面，例如航空发动机的尾锥零件，如图1所示。这类锥形件的两端往往需要与安装边等零件焊接，为保证焊接质量，尺寸精度要求较高。
CN 104826937 A公开了一种尾椎成型模具及其成型方法，其针对现有锥形件的成型工艺提供了一种改进的成型方法，其基本步骤是首先起动液压成型机抬起凹模部分，并将压边圈套顶上去(使其锥面与凸模锥面对齐)；将毛坯置于压边圈上定位并放正。然后液压机滑块带动凹模下行，卸料块首先与毛坯接触并通过锥面将毛坯进一步导正；接着凹模与压边圈夹紧毛坯下行进行锥面拉伸胀形。
应用该技术的锥形零件，其锥面成型所需拉力需大于直壁部分拉深所需拉深力，对锥面成型所需拉力小于直壁部分拉深所需拉深力的零件不能应用该技术，且锥面成型所需拉力与直壁部分拉深所需拉深力难以准确确定，该技术应用有一定风险。同时，零件直径尺寸较大时无法直接利用缓冲压边，需要增加直径更大的过渡顶板，增加了成本、降低了可操作性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种锥形件成型模具，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种锥形件成型模具，用于将锥形毛坯成型为锥形件，所述锥形件具有连续过渡的锥面、过渡圆弧面以及圆柱面，其中，所述锥形件成型模具包括位于上方的凸模以及位于下方的凹模，其中所述凹模中设置有通过顶杆操作其上下运动的顶块，所述凹模固定安装在下模板的上方，所述顶杆穿设在所述下模板的顶杆孔中，所述锥形件成型模具进一步包括一个套置在所述凸模外侧的可转动的转动压边圈，所述转动压边圈下部具有与所述锥形毛坯相同的锥角。
优选地，所述转动压边圈具有一个驱动外圆面，所述驱动外圆面外侧设置有一根驱动皮带，所述驱动皮带由一个驱动电机驱动。
优选地，所述转动压边圈上方设置有一个套置在所述凸模外侧的上模板，所述转动压边圈和所述上模板之间设置有多个滚珠。
优选地，所述转动压边圈的上表面和所述上模板下表面分别设置有容纳所述滚珠的滚珠槽。
优选地，所述转动压边圈与所述凹模之间设置有第一滚珠轴承。
优选地，所述转动压边圈与所述凸模之间设置有第二滚珠轴承。
优选地，所述压边圈和所述锥形毛坯之间注入有润滑油脂。
本发明的上述锥形件成型模具提供了可以转动的压边圈，利用转动压边圈对拉深过程中的锥面的末端进行持续不间断的碾压，防止这部分用于形成圆柱面的直壁部分的结构起皱和增厚，同时通过碾压作用降低了直壁部分的成型拉力，结合凸模与顶块夹紧毛坯下行，进一步确保直壁部分成型所需拉深力，从而使得本发明的锥形件成型模具特别适用于直壁长度较大、直壁拉深所需拉深力大于锥面成型所需拉力的零件成型，同时也适合直径尺寸较大零件的成型。对于薄壁、拉深变形不是很大的零件，转动压边圈也可以改为固定不动的形式，并取消转动机构及上模板。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1显示的是本发明需要加工成型的锥形件的结构示意图；
图2显示的是用于成型图1所示锥形件的锥形毛坯的结构示意图；
图3显示的是根据本发明的一个具体实施例的锥形件成型模具的剖视结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
如前所述，本发明涉及航空发动机制造领域，尤其涉及一种用于航空发动机的锥形件的成型模具，如图1-2所示，其中，图1显示的是本发明需要加工成型的锥形件的结构示意图，该锥形件200可以是背景技术部分提及的CN 104826937 A中公开的用于航空发动机的尾椎类零件，该锥形件200具有连续过渡的锥面210、过渡圆弧面220以及圆柱面230。类似背景技术部分所述，图1所示锥形件200是通过图2所述的锥形毛坯100加工成型的，即，图2显示的是用于成型图1所示锥形件200的锥形毛坯100的结构示意图。
正如背景技术部分所述，现有技术CN 104826937 A中采用的是凸模在下方，凹模在上方，将锥形毛坯的下部末端夹持住进行拉伸的成型方法，该成型方法中，当锥面成型所需拉力小于圆柱面的直壁拉伸所需拉力时，其锥面部分就会容易被拉破，且直壁部分尺寸较大时容易起皱。
针对现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种改进的锥形件成型模具及其成型方法，简化了模具结构和操作步骤，可用于直壁长度较大、直壁拉深所需拉深力大于锥面成型所需拉力的零件成型，也适合直径尺寸较大零件的成型。
具体来说，如图3所示，其显示的是根据本发明的一个具体实施例的锥形件成型模具的剖视结构示意图，总体上来说，本发明图3所示的锥形件成型模具将CN 104826937 A中公开的成型模具倒转了过来进行使用，同时增加了防止圆柱面的直壁拉伸过程中起皱与口部壁厚增厚的结构。
如图3所示，本实施例中的锥形件成型模具包括位于上方的凸模1以及位于下方的凹模2，其中凹模2中设置有通过顶杆3操作其上下运动的顶块4，凹模2固定安装在下模板5的上方，顶杆3穿设在下模板5的顶杆孔51中。
以上结构与现有技术大体相同，显著不同之处在于，本实施例的锥形件成型模具进一步包括一个套置在凸模1外侧的可转动的转动压边圈6，所述转动压边圈6下部具有与锥形毛坯100相同的锥角。也就是说，本发明的锥形件成型模具将现有技术的不可转动的压边圈改造成了一种可以转动的压边圈，利用转动压边圈6对拉伸过程中的锥面210的末端进行持续不间断的碾压，防止这部分用于形成圆柱面230的直壁部分的结构起皱和增厚，同时通过碾压作用降低了直壁部分的成型拉力，结合所述凸模1与所述顶块4夹紧所述锥形毛坯100下行，进一步确保直壁部分成型所需拉深力，从而使得本发明的锥形件成型模具特别适用于直壁长度较大、直壁拉深所需拉深力大于锥面成型所需拉力的零件成型，同时也适合直径尺寸较大零件的成型。
进一步的，在一个具体实施例中，如图所示，转动压边圈6具有一个驱动外圆面61，驱动外圆面61外侧设置有一根驱动皮带62，驱动皮带62由一个驱动电机63驱动。图中可明显看出，本实施例的皮带驱动采用了减速结构，即将驱动电机63的高速转动转换成了转动压边圈6的低速运动，避免转速过高对材料造成磨损，影响成型精度。所述驱动电机63可设置在地面上。
在一个优选实施例中，可以在成型过程中，在压边圈6和锥形毛坯100之间注入润滑油脂，以减少磨损，降低电机能耗，同时便于将碾压产生的高温通过油脂传导出去，避免高温引起零件材料的组织变化产生缺陷。
在另一个具体实施例中，为了对转动压边圈6施加向下的夹持力，在转动压边圈6的上方设置有一个套置在凸模1外侧的上模板7，转动压边圈6和上模板7之间设置有多个滚珠71。即上模板7仅仅向下对转动压边圈6施加压力，上模板7本身不转动，为降低二者之间的摩擦而设置了滚珠71，从而形成了非常简单实用的施力结构。在一个优选实施例中，转动压边圈6的上表面和上模板7下表面分别设置有容纳滚珠71的滚珠槽，如图所示，滚珠槽的设置是为了便于滚珠71的定位，避免在转动压边圈6转动过程中滚珠71错位造成设备失效。所述上模板7可安装于双动液压机的压边滑块上，这样，在加工过程中，可通过双动压力机驱动所述上模板7下行压紧所述转动压边圈6并通过所述转动压边圈6的转动对材料实施碾压、防皱。所述驱动电机63也可固定在所述上模板7上，这样可降低安装难度，简化设备对空间的占用。
转动压边圈进一步的，在一个具体实施例中，为了减少摩擦降低能耗，转动压边圈6与凹模2之间设置有第一滚珠轴承64。另外，转动压边圈6与凸模1之间设置有第二滚珠轴承65。
以上详细说明了本发明的锥形件成型模具的结构及原理，利用该锥形件成型模具的成型方法进一步说明如下：
首先，退下液压成型机的缓冲将所述顶块4降低以便于放置锥形毛坯100(所述转动压边圈6以及所述驱动电机63均可通过所述上模板7安装于双动液压机压边滑块上)，将锥形毛坯100置于凹模2中，然后通过所述顶杆3将所述顶块4顶起，调整所述顶块4的高度使所述锥形毛坯100与所述凹模2、所述顶块4同时接触；然后双动液压机压边滑块下行将所述转动压边圈6下压，使所述转动压边圈6将锥形毛坯100的锥面压紧；然后开启驱动电机63带动滚动压边圈6转动，接着凸模1下行进行锥面翻边胀形，当凸模1与锥形毛坯100及顶块4贴合时零件锥面已完成成形；此时凸模1与顶块4夹紧锥形毛坯100下行，转动压边圈6同时对锥面的末端进行持续不间断的转动碾压直至完成圆柱面的直壁的拉深。
综上所述，本发明的锥形件成型模具及其成型方法，提供了可以转动的压边圈，利用转动压边圈对拉伸过程中的锥面的末端进行持续不间断的碾压，防止这部分用于形成圆柱面的直壁部分的结构起皱和增厚，同时通过碾压作用降低了直壁部分的成型拉力，结合凸模与顶块夹紧毛坯下行，进一步确保直壁部分成型所需拉深力，从而使得本发明的锥形件成型模具特别适用于直壁长度较大、直壁拉深所需拉深力大于锥面成型所需拉力的零件成型，同时也适合直径尺寸较大零件的成型。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种锥形件成型模具，用于将锥形毛坯(100)成型为锥形件(200)，所述锥形件(200)具有连续过渡的锥面(210)、过渡圆弧面(220)以及圆柱面(230)，其中，所述锥形件成型模具包括位于上方的凸模(1)以及位于下方的凹模(2)，其中所述凹模(2)中设置有通过顶杆(3)操作其上下运动的顶块(4)，所述凹模(2)固定安装在下模板(5)的上方，所述顶杆(3)穿设在所述下模板(5)的顶杆孔(51)中，其特征在于，所述锥形件成型模具进一步包括一个套置在所述凸模(1)外侧的可转动的转动压边圈(6)，所述转动压边圈(6)下部具有与所述锥形毛坯(100)相同的锥角，所述转动压边圈(6)具有一个驱动外圆面(61)，所述驱动外圆面(61)外侧设置有一根驱动皮带(62)，所述驱动皮带(62)由一个驱动电机(63)驱动。
2.如权利要求1所述的锥形件成型模具，其特征在于，所述转动压边圈(6)上方设置有一个套置在所述凸模(1)外侧的上模板(7)，所述转动压边圈(6)和所述上模板(7)之间设置有多个滚珠(71)。
3.如权利要求2所述的锥形件成型模具，其特征在于，所述转动压边圈(6)的上表面和所述上模板(7)下表面分别设置有容纳所述滚珠(71)的滚珠槽。
4.如权利要求1-3之一所述的锥形件成型模具，其特征在于，所述转动压边圈(6)与所述凹模(2)之间设置有第一滚珠轴承(64)。
5.如权利要求4所述的锥形件成型模具，其特征在于，所述转动压边圈(6)与所述凸模(1)之间设置有第二滚珠轴承(65)。
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