CN106734567A - 一种薄壁钣金件冲压成形方法 - Google Patents

一种薄壁钣金件冲压成形方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106734567A
CN106734567A CN201611056681.9A CN201611056681A CN106734567A CN 106734567 A CN106734567 A CN 106734567A CN 201611056681 A CN201611056681 A CN 201611056681A CN 106734567 A CN106734567 A CN 106734567A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thin
stamping
wall
stamping part
cavity plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611056681.9A
Other languages
English (en)
Inventor
杨踊
高铁军
杨泽宇
蔡晋
卢海涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Original Assignee
Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd filed Critical Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Priority to CN201611056681.9A priority Critical patent/CN106734567A/zh
Publication of CN106734567A publication Critical patent/CN106734567A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B21D26/031—Mould construction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D3/00—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts
    • B21D3/16—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts of specific articles made from metal rods, tubes, or profiles, e.g. crankshafts, by specially adapted methods or means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/10—Die sets; Pillar guides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

一种薄壁钣金件冲压成形方法：首先使用前置工序将薄壁钣金件整体毛坯预加工出大概轮廓；然后使用专用的整体冲压成形校正模具对待加工的薄壁钣金件半成品进行冲压成形处理得到合格品；所述整体冲压成形校正模具构成如下：凹模(1)、薄壁钣金件(2)、活塞缸(13)、下模板(5)、空腔(9)、加力活塞(10)；下模板5中央处设置有能容纳粘性介质的空腔9，空腔9上设置有用于向粘性介质世通过加力活塞10施加压力。本发明实现了整体冲压成形，取消了环形氩弧焊缝，提高了零件外观和表面质量，消除了安全隐患。其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

Description

一种薄壁钣金件冲压成形方法
技术领域
本发明涉及薄壁钣金件的冲压成形技术方案设计和应用技术领域，特别提供了一种薄壁钣金件冲压成形方法。
背景技术
一种薄壁钣金件为新材料0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材为原材料的冲压件，属于功能构件，对零件的制造质量和使用可靠性有较高要求。0Cr17Ni4Cu4Nb是一种马氏体沉淀硬化不锈钢，室温冲压性能较差，室温延伸率不大于20％，根据试验，厚度1mm的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材普通冲压拉深成形最大拉深比1.25-1.3。该零件成形变形量较大，通过计算其拉深比超过1.5，再加上零件最小成形转接半径仅为R1。因此，采用普通冲压成形工艺无法直接冲压成形出零件，见图1。
目前这种薄壁钣金件的成形制造工艺为：将零件分成两个简单的钣金件，即件1和件2(见图2、3)，分别单独进行拉深成形；然后车加工出焊接配合面，通过氩弧焊接连接在一起成形零件毛坯；经过热处理消除成形和焊接应力后，再用普通拉深模具冲压校正获得零件的全部形状和尺寸，见图4。
目前的制造工艺存在的主要问题有：一是零件为拼焊结构，零件表面存在的焊缝影响零件的外表质量和使用可靠性，零件在使用中有时出现焊缝裂纹问题，影响到产品的使用安全；二是拼焊结构造成零件的制造工艺流程长，零件制造成本高。
人们迫切希望获得一种技术效果优良的薄壁钣金件冲压成形方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种技术效果优良的薄壁钣金件冲压成形方法。关键是解决一种薄壁钣金件制造中存在的焊缝影响零件使用可靠性问题，目的是实现该类零件的整体冲压成形，取消环形焊缝，从而消除焊缝带来的使用安全隐患，同时缩短零件的制造流程，降低制造成本。
本发明提供了一种薄壁钣金件冲压成形方法，作为被加工件的薄壁钣金件2材料为0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材；薄壁钣金件2的最小成形转接半径为R1mm；其特征在于：首先使用前置工序将薄壁钣金件整体毛坯预加工出大概轮廓，预加工后的半成品尺寸未到量，尤其是小曲率弯曲变形处仍需重点处理；0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材，材料室温冲压性能较差，室温延伸率不大于20％，根据试验，厚度1mm的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材普通冲压拉深成形最大拉深比1.25-1.3。该零件成形变形量较大，通过计算其拉深比超过1.5，再加上零件最小成形转接半径仅为R1；因此，采用普通冲压成形工艺无法直接冲压成形出零件，薄壁钣金件2见图1；
然后使用专用的整体冲压成形校正模具对待加工的薄壁钣金件半成品进行冲压成形处理得到合格品；所述整体冲压成形校正模具构成如下：凹模1、凸模3、压边圈4、下模板5、连接螺栓6；其中：下模板5位于整个模具的下部，下模板5通过连接螺栓6和凸模1固定连接为一体；凸模1的上部设置有向上方凸出且与凹模1下部向内凹陷的部分相配合的结构；凸模3外部设置有环状且能套装整个凸模3的压边圈4，压边圈4能与凹模1下部下表面近边沿处配合构成分别紧贴薄壁钣金件2。参见图9.
所述薄壁钣金件冲压成形方法，其特征在于：压边圈4下方还设置有能调整压边圈4高度的压边顶杆7，以便保证压边圈4能与凹模1下部下表面近边沿处配合构成分别紧贴薄壁钣金件2形成密封结构。
所述薄壁钣金件冲压成形方法，其特征在于：凸模3被粘性介质填充的腔室替换，下模板5中央处设置有能容纳粘性介质的空腔9，被粘性介质填充腔室即能容纳粘性介质的空腔9；空腔9上设置有用于向粘性介质世通过加力活塞10施加压力以便帮助薄壁钣金件2实现冲压成形的孔道；所述粘性介质具体是半固态、能流动、具有一定应变速率敏感性的高分子聚合物。类似充液成形。
所述薄壁钣金件冲压成形方法，其特征在于：所述薄壁钣金件冲压成形方法具体要求是：首先按照整体冲压成形工艺，是一种新的板料软模成形技术；应用冲压成形等面积原理，通过冲压成形模拟软件计算并经过实际试验，以便确定零件毛料尺寸，见图5；零件毛料直径在满足零件成形后尺寸的前提下应尽量小，以减小冲压成形变形量，利于零件的成形；
等面积原理设计粘性介质冲压成形零件毛坯，参见图6；粘性介质成形毛坯的设计至关重要，目的是要充分发挥粘性介质成形能够提高材料成形极限的优点，在能够满足最终成形材料面积的前提下，尽可能设计成利于流动和均匀变形的形状，各处转接圆角设计的较大。粘性介质成形属于半模冲压成形方法之一，是介于橡皮成形和充液成形之间的一种半模成形方法。粘性介质成形其基本原理是利用粘性介质作为成形用软凸模软或凹模，液压机推动活塞推动粘性介质流动，在粘性介质的压力下使板料产生塑形变形。通过控制成形过程粘介质压力,同时实时控制对板料施加的压力分布，有效地控制材料的流动和变形,从而实现复杂薄壁钣金件的成形。粘性介质是一种半固态、可流动、具有一定速率敏感性和较高粘度的高聚物，其摩尔质量选择3×105～7×105g/mol。
相应地设计粘性介质冲压成形零件毛坯模具，参见图7；该模具主要由上下两部分组成，上部分为凹模1，下部分主要由下模板5、用于容纳粘性介质的空腔9、加力活塞10组成。薄壁钣金件冲压成形时先将成形前圆形毛料放到下模板5上，压机上平台下行带动凹模1压紧零件毛料到下模板5的上表面。通过压机下顶杆顶住加力活塞10，推动放置在空腔9内的粘性介质上行使零件毛料产生塑性变形，直至零件毛料与凹模1型面贴合，从而完成零件粘介质成形毛坯的成形；
粘性介质成形模具应满足以下几点要求：①模具选材和最小壁厚处的强度要能够安全承受粘性介质成形过程中的最大压力，薄壁钣金件冲压成形过程最大压强为80MPa；②图中凹模1和下模板5与毛料接触部位要有较高的光度和硬度，以便有利于材料的流动，有利于提高模具使用寿命，凹模1和下模板5与毛料接触部位的表面粗糙度要求小于Ra0.8，其硬度HRC＞45；③为了有效密封粘性介质，避免成形过程中从凹模1下表面和下模板5上表面之间挤出，对凹模1下表面和下模板5上表面之间的平面度和平行度都要较高要求：平面度不大于0.01mm，平行度小于0.015mm；
为了消除粘介质成形产生的应力和材料硬化，在使用模具对薄壁钣金件进行冲压成形处理之后还要进行退火热处理，以便恢复材料塑性性能；由于所用材料的特殊性(成形应力大、热处理变形大)，该零件粘性介质成形出的毛坯进行退火热处理对零件装夹和退火制度都有一定要求。为了避免零件热处理过程中产生大的变形影响零件最终冲压成形，将零件法兰边对合沿外圆用金属夹子四处均布固定，放到热处理平台上进行退火热处理，见图8；为了充分消除成形应力，该零件退火热处理制度中热处理保温时间更长一些，本发明中零件的退火热处理制度为：装炉加热到780±5℃，保温25-28分钟，空冷到室温。
所述薄壁钣金件冲压成形方法，其特征在于：所述薄壁钣金件冲压成形方法具体要求是：
将使用前述粘介质成形完成的毛坯使用专用的整体冲压成形校正模具进行后处理；所述整体冲压成形校正模具构成如下：凹模1、凸模3、压边圈4、下模板5、连接螺栓6、压边顶杆7；其中：下模板5位于整个模具的下部，下模板5通过连接螺栓6和凸模1固定连接为一体；凸模1的上部设置有向上方凸出且与凹模1下部向内凹陷的部分相配合的结构；凸模3外部设置有环状且能套装整个凸模3的压边圈4，压边圈4能与凹模1下部下表面近边沿处配合构成分别紧贴薄壁钣金件2；参见图9.
将使用前述粘介质成形完成的毛坯放到凸模3和压边圈4上；通过液压机作用下的压边顶杆7顶住压边圈4以便压紧零件法兰边，液压机主缸带动凹模1下行，完成零件的冲压成形校正，获得零件全部形状和尺寸；最终冲压成形为了有利于材料的均匀流动，减小材料局部壁厚减薄，要求与零件相接触的模具部位有较高的光度和表面硬度，本发明成形校正模具表面粗糙度小于Ra0.8，其硬度HRC＞45。
所述薄壁钣金件冲压成形方法，其特征在于：所述薄壁钣金件冲压成形时，为了提高材料润滑，减小零件与模具时间的流动摩擦力，冲压校正前在零件的上下面覆上塑料薄膜，塑料薄膜厚度要求小于0.01mm。
本发明的关键技术在于：提出了一种可行性强，技术效果优良的薄壁钣金件冲压成形方法。其使用专用模具，
本发明一种薄壁钣金件冲压成形方法及其模具，实现了一种薄壁钣金件的整体冲压成形，取消了环形氩弧焊缝，提高了零件外观和表面质量，彻底消除焊缝带来的使用中焊缝产生裂纹的安全隐患。已经应用于零件的实际生产中，可以推广应用到类似钣金件的冲压成形中，具有很好的推广应用前景。
采用本发明的成形方法和模具，实现了一种薄壁钣金件的整体冲压成形，取消了环形氩弧焊缝，提高了零件外观和表面质量，彻底消除焊缝带来的使用中焊缝产生裂纹的安全隐患。
使用本发明所述的成形工艺及模具，较改进前缩短零件制造工艺流程50％，降低零件制造成本30％。其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为薄壁钣金件2结构示意简图；
图2为拼焊结构件1图形；
图3为拼焊结构件2图形；
图4为拼焊结构件零件图形；
图5为成形前毛料图；
图6为粘性介质成形毛坯图；
图7为粘性介质成形模具示意图；
图8为退火热处理零件装夹示意图；粘性介质成形后毛坯11、金属卡子12(四周均布4件)；
图9为专用的整体冲压成形校正模具结构原理示意简图。
具体实施方式
附图标记含义如下：图7中附图标记含义：凹模1、薄壁钣金件2、凸模3、活塞缸13、下模板5、空腔9、加力活塞10；图8中附图标记含义：粘性介质成形后毛坯11、金属卡子12(四周均布4件)；图9中附图标记含义：凹模1、薄壁钣金件2、凸模3、压边圈4、下模板5、连接螺栓6、压边顶杆7。
实施例1
一种薄壁钣金件冲压成形方法，作为被加工件的薄壁钣金件2材料为0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材；薄壁钣金件2的最小成形转接半径为R1mm；首先使用前置工序将薄壁钣金件整体毛坯预加工出大概轮廓，预加工后的半成品尺寸未到量，尤其是小曲率弯曲变形处仍需重点处理；0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材，材料室温冲压性能较差，室温延伸率不大于20％，根据试验，厚度1mm的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材普通冲压拉深成形最大拉深比1.25-1.3。该零件成形变形量较大，通过计算其拉深比超过1.5，再加上零件最小成形转接半径仅为R1；因此，采用普通冲压成形工艺无法直接冲压成形出零件，薄壁钣金件2见图1；
然后使用专用的整体冲压成形校正模具对待加工的薄壁钣金件半成品进行冲压成形处理得到合格品；所述整体冲压成形校正模具构成如下：然后使用专用的整体冲压成形校正模具对待加工的薄壁钣金件半成品进行冲压成形处理得到合格品；所述整体冲压成形校正模具构成如下(参见图7所示)：凹模1、薄壁钣金件2、活塞缸13、下模板5、空腔9、加力活塞10；其他常规的凹凸配合模具中的凸模3被粘性介质填充腔室替换，下模板5中央处设置有能容纳粘性介质的空腔9，(被粘性介质填充腔室即能容纳粘性介质的空腔9；)空腔9上设置有用于向粘性介质世通过加力活塞10施加压力以便帮助薄壁钣金件2实现冲压成形的孔道；所述粘性介质具体是半固态、能流动、具有一定应变速率敏感性的高分子聚合物。类似充液成形。
所述薄壁钣金件冲压成形方法具体要求是：首先按照整体冲压成形工艺，是一种新的板料软模成形技术；应用冲压成形等面积原理，通过冲压成形模拟软件计算并经过实际试验，以便确定零件毛料尺寸，见图5；零件毛料直径在满足零件成形后尺寸的前提下应尽量小，以减小冲压成形变形量，利于零件的成形；
等面积原理设计粘性介质冲压成形零件毛坯，参见图6；粘性介质成形毛坯的设计至关重要，目的是要充分发挥粘性介质成形能够提高材料成形极限的优点，在能够满足最终成形材料面积的前提下，尽可能设计成利于流动和均匀变形的形状，各处转接圆角设计的较大。粘性介质成形属于半模冲压成形方法之一，是介于橡皮成形和充液成形之间的一种半模成形方法。粘性介质成形其基本原理是利用粘性介质作为成形用软凸模软或凹模，液压机推动活塞推动粘性介质流动，在粘性介质的压力下使板料产生塑形变形。通过控制成形过程粘介质压力,同时实时控制对板料施加的压力分布，有效地控制材料的流动和变形,从而实现复杂薄壁钣金件的成形。粘性介质是一种半固态、可流动、具有一定速率敏感性和较高粘度的高聚物，其摩尔质量选择3×105～7×105g/mol。
相应地设计粘性介质冲压成形零件毛坯模具，参见图7；该模具主要由上下两部分组成，上部分为凹模1，下部分主要由下模板5、用于容纳粘性介质的空腔9、加力活塞10组成。薄壁钣金件冲压成形时先将成形前圆形毛料放到下模板5上，压机上平台下行带动凹模1压紧零件毛料到下模板5的上表面。通过压机下顶杆顶住加力活塞10，推动放置在空腔9内的粘性介质上行使零件毛料产生塑性变形，直至零件毛料与凹模1型面贴合，从而完成零件粘介质成形毛坯的成形；
粘性介质成形模具应满足以下几点要求：①模具选材和最小壁厚处的强度要能够安全承受粘性介质成形过程中的最大压力，薄壁钣金件冲压成形过程最大压强为80MPa；②图中凹模1和下模板5与毛料接触部位要有较高的光度和硬度，以便有利于材料的流动，有利于提高模具使用寿命，凹模1和下模板5与毛料接触部位的表面粗糙度要求小于Ra0.8，其硬度HRC＞45；③为了有效密封粘性介质，避免成形过程中从凹模1下表面和下模板5上表面之间挤出，对凹模1下表面和下模板5上表面之间的平面度和平行度都要较高要求：平面度不大于0.01mm，平行度小于0.015mm；
为了消除粘介质成形产生的应力和材料硬化，在使用模具对薄壁钣金件进行冲压成形处理之后还要进行退火热处理，以便恢复材料塑性性能；由于所用材料的特殊性(成形应力大、热处理变形大)，该零件粘性介质成形出的毛坯进行退火热处理对零件装夹和退火制度都有一定要求。为了避免零件热处理过程中产生大的变形影响零件最终冲压成形，将零件法兰边对合沿外圆用金属夹子四处均布固定，放到热处理平台上进行退火热处理，见图8；为了充分消除成形应力，该零件退火热处理制度中热处理保温时间更长一些，本实施例中零件的退火热处理制度为：装炉加热到780±5℃，保温25-28分钟，空冷到室温。
所述薄壁钣金件冲压成形方法还有下述要求：将使用前述粘介质成形完成的毛坯使用专用的整体冲压成形校正模具进行后处理；所述整体冲压成形校正模具构成如下：凹模1、凸模3、压边圈4、下模板5、连接螺栓6、压边顶杆7；其中：下模板5位于整个模具的下部，下模板5通过连接螺栓6和凸模1固定连接为一体；凸模1的上部设置有向上方凸出且与凹模1下部向内凹陷的部分相配合的结构；凸模3外部设置有环状且能套装整个凸模3的压边圈4，压边圈4能与凹模1下部下表面近边沿处配合构成分别紧贴薄壁钣金件2；参见图9。压边顶杆7用于保证压边圈4能与凹模1下部下表面近边沿处配合构成分别紧贴薄壁钣金件2形成密封结构；
将使用前述粘介质成形完成的毛坯放到凸模3和压边圈4上；通过液压机作用下的压边顶杆7顶住压边圈4以便压紧零件法兰边，液压机主缸带动凹模1下行，完成零件的冲压成形校正，获得零件全部形状和尺寸；最终冲压成形为了有利于材料的均匀流动，减小材料局部壁厚减薄，要求与零件相接触的模具部位有较高的光度和表面硬度，本实施例成形校正模具表面粗糙度小于Ra0.8，其硬度HRC＞45。
所述薄壁钣金件冲压成形时，为了提高材料润滑，减小零件与模具时间的流动摩擦力，冲压校正前在零件的上下面覆上塑料薄膜，塑料薄膜厚度要求小于0.01mm。
本实施例的关键技术在于：提出了一种可行性强，技术效果优良的薄壁钣金件冲压成形方法。其使用专用模具，
本实施例一种薄壁钣金件冲压成形方法及其模具，实现了一种薄壁钣金件的整体冲压成形，取消了环形氩弧焊缝，提高了零件外观和表面质量，彻底消除焊缝带来的使用中焊缝产生裂纹的安全隐患。已经应用于零件的实际生产中，可以推广应用到类似钣金件的冲压成形中，具有很好的推广应用前景。
采用本实施例的成形方法和模具，实现了一种薄壁钣金件的整体冲压成形，取消了环形氩弧焊缝，提高了零件外观和表面质量，彻底消除焊缝带来的使用中焊缝产生裂纹的安全隐患。使用本实施例的成形工艺及模具，较改进前缩短零件制造工艺流程50％，降低零件制造成本30％。
实施例2
本实施例与实施例1内容基本相同，其不同之处在于：
一种薄壁钣金件冲压成形方法，作为被加工件的薄壁钣金件2材料为0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材；薄壁钣金件2的最小成形转接半径为R1mm；首先使用前置工序将薄壁钣金件整体毛坯预加工出大概轮廓，预加工后的半成品尺寸未到量，尤其是小曲率弯曲变形处仍需重点处理；0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材，材料室温冲压性能较差，室温延伸率不大于20％，根据试验，厚度1mm的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材普通冲压拉深成形最大拉深比1.25-1.3。该零件成形变形量较大，通过计算其拉深比超过1.5，再加上零件最小成形转接半径仅为R1；因此，采用普通冲压成形工艺无法直接冲压成形出零件，薄壁钣金件2见图1；
然后使用专用的整体冲压成形校正模具对待加工的薄壁钣金件半成品进行冲压成形处理得到合格品；所述整体冲压成形校正模具构成如下：凹模1、凸模3、压边圈4、下模板5、连接螺栓6；其中：下模板5位于整个模具的下部，下模板5通过连接螺栓6和凸模1固定连接为一体；凸模1的上部设置有向上方凸出且与凹模1下部向内凹陷的部分相配合的结构；凸模3外部设置有环状且能套装整个凸模3的压边圈4，压边圈4能与凹模1下部下表面近边沿处配合构成分别紧贴薄壁钣金件2。参见图9.
压边圈4下方还设置有能调整压边圈4高度的压边顶杆7，以便保证压边圈4能与凹模1下部下表面近边沿处配合构成分别紧贴薄壁钣金件2形成密封结构。
之后为了消除粘介质成形产生的应力和材料硬化，在使用模具对薄壁钣金件进行冲压成形处理之后还要进行退火热处理，以便恢复材料塑性性能；
再之后将使用前述粘介质成形完成的毛坯使用专用的整体冲压成形校正模具进行后处理；所述整体冲压成形校正模具参见附图9。

Claims (6)

1.一种薄壁钣金件冲压成形方法，作为被加工件的薄壁钣金件(2)材料为0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板材；薄壁钣金件(2)的最小成形转接半径为1mm；其特征在于：首先使用前置工序将薄壁钣金件整体毛坯预加工出大概轮廓；然后使用专用的整体冲压成形校正模具对待加工的薄壁钣金件半成品进行冲压成形处理得到合格品；所述整体冲压成形校正模具构成如下：凹模(1)、凸模(3)、压边圈(4)、下模板(5)、连接螺栓(6)；其中：下模板(5)位于整个模具的下部，下模板(5)通过连接螺栓(6)和凸模(1)固定连接为一体；凸模(1)的上部设置有向上方凸出且与凹模(1)下部向内凹陷的部分相配合的结构；凸模(3)外部设置有环状且能套装整个凸模(3)的压边圈(4)，压边圈(4)能与凹模(1)下部下表面近边沿处配合构成分别紧贴薄壁钣金件(2)。
2.按照权利要求1所述薄壁钣金件冲压成形方法，其特征在于：
压边圈(4)下方还设置有能调整压边圈(4)高度的压边顶杆(7)，以便保证压边圈(4)能与凹模(1)下部下表面近边沿处配合构成分别紧贴薄壁钣金件(2)形成密封结构。
3.按照权利要求1所述薄壁钣金件冲压成形方法，其特征在于：凸模(3)被粘性介质填充腔室替换，下模板(5)中央处设置有能容纳粘性介质的空腔(9)，空腔(9)上设置有用于向粘性介质世通过加力活塞(10)施加压力以便帮助薄壁钣金件(2)实现冲压成形的孔道；所述粘性介质具体是半固态、能流动、具有一定应变速率敏感性的高分子聚合物。
4.按照权利要求3所述薄壁钣金件冲压成形方法，其特征在于：所述薄壁钣金件冲压成形方法具体要求是：首先按照整体冲压成形工艺，应用冲压成形等面积原理，通过冲压成形模拟软件计算并经过实际试验，以便确定零件毛料尺寸；薄壁钣金件冲压成形时先将成形前圆形毛料放到下模板(5)上，压机上平台下行带动凹模(1)压紧零件毛料到下模板(5)的上表面。通过压机下顶杆顶住加力活塞(10)，推动放置在空腔(9)内的粘性介质上行使零件毛料产生塑性变形，直至零件毛料与凹模(1)型面贴合，从而完成零件粘介质成形毛坯的成形；
粘性介质成形模具应满足以下几点要求：①模具选材和最小壁厚处的强度要能够安全承受粘性介质成形过程中的最大压力，薄壁钣金件冲压成形过程最大压强为80MPa；②图中凹模(1)和下模板(5)与毛料接触部位要有较高的光度和硬度，以便有利于材料的流动，有利于提高模具使用寿命，凹模(1)和下模板(5)与毛料接触部位的表面粗糙度要求小于Ra0.8，其硬度HRC＞45；③为了有效密封粘性介质，避免成形过程中从凹模(1)下表面和下模板(5)上表面之间挤出，对凹模(1)下表面和下模板(5)上表面之间的平面度和平行度都要较高要求：平面度不大于0.01mm，平行度小于0.015mm；
为了消除粘介质成形产生的应力和材料硬化，在使用模具对薄壁钣金件进行冲压成形处理之后还要进行退火热处理，以便恢复材料塑性性能；为了避免零件热处理过程中产生大的变形影响零件最终冲压成形，将零件法兰边对合沿外圆用金属夹子四处均布固定，放到热处理平台上进行退火热处理，退火热处理制度为：装炉加热到780±5℃，保温25-28分钟，空冷到室温。
5.按照权利要求3或4所述薄壁钣金件冲压成形方法，其特征在于：所述薄壁钣金件冲压成形方法具体要求是：
将使用前述粘介质成形完成的毛坯使用专用的整体冲压成形校正模具进行后处理；所述整体冲压成形校正模具构成如下：凹模(1)、凸模(3)、压边圈(4)、下模板(5)、连接螺栓(6)、压边顶杆(7)；其中：下模板(5)位于整个模具的下部，下模板(5)通过连接螺栓(6)和凸模(1)固定连接为一体；凸模(1)的上部设置有向上方凸出且与凹模(1)下部向内凹陷的部分相配合的结构；凸模(3)外部设置有环状且能套装整个凸模(3)的压边圈(4)，压边圈(4)能与凹模(1)下部下表面近边沿处配合构成分别紧贴薄壁钣金件(2)；
将使用前述粘介质成形完成的毛坯放到凸模(3)和压边圈(4)上；通过液压机作用下的压边顶杆(7)顶住压边圈(4)以便压紧零件法兰边，液压机主缸带动凹模(1)下行，完成零件的冲压成形校正，获得零件全部形状和尺寸；最终冲压成形为了有利于材料的均匀流动，减小材料局部壁厚减薄，要求与零件相接触的模具部位有较高的光度和表面硬度，本发明成形校正模具表面粗糙度小于Ra0.8，其硬度HRC＞45。
6.按照权利要求5所述薄壁钣金件冲压成形方法，其特征在于：所述薄壁钣金件冲压成形时，为了提高材料润滑，减小零件与模具时间的流动摩擦力，冲压校正前在零件的上下面覆上塑料薄膜，塑料薄膜厚度要求小于0.01mm。
CN201611056681.9A 2016-11-25 2016-11-25 一种薄壁钣金件冲压成形方法 Pending CN106734567A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611056681.9A CN106734567A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种薄壁钣金件冲压成形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611056681.9A CN106734567A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种薄壁钣金件冲压成形方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106734567A true CN106734567A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58910876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611056681.9A Pending CN106734567A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种薄壁钣金件冲压成形方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106734567A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107497912A (zh) * 2017-09-08 2017-12-22 陕西飞机工业（集团）有限公司 一种零件落压成形方法
CN107855397A (zh) * 2017-11-21 2018-03-30 徐航 一种单模具钣金成型方法及其装置
CN109622764A (zh) * 2018-11-16 2019-04-16 中国航发西安动力控制科技有限公司 齿形弹簧圈成形模具及成形方法
CN109759493A (zh) * 2019-02-03 2019-05-17 哈尔滨工业大学 一种难变形材料封闭变截面薄壁件粘性介质压力成形方法
CN111421077A (zh) * 2020-03-30 2020-07-17 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种薄壁钣金件半模闸压成形方法及装置
CN112163281A (zh) * 2020-10-30 2021-01-01 东风本田汽车有限公司 车身钣金零件热变形cae仿真分析方法
CN112222271A (zh) * 2020-09-24 2021-01-15 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种分流器外壳的热拉伸成形方法
CN116190869A (zh) * 2023-04-25 2023-05-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池单体的外壳的制作装置、电池及用电装置
CN117124021A (zh) * 2023-08-17 2023-11-28 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种薄壁高温合金月牙形支板衬套的加工方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283364A (ja) * 2006-04-18 2007-11-01 Nippon Steel Corp イージーオープン缶蓋のリベット成形方法
CN102107244A (zh) * 2009-12-23 2011-06-29 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 薄壁零件冲压拉伸成形方法
CN203091527U (zh) * 2012-12-13 2013-07-31 宁波太尔炊具有限公司 一种用于加工直伸铝制不粘锅的模具
CN103801915A (zh) * 2014-03-06 2014-05-21 内蒙古一机集团瑞特精密工模具有限公司 装甲车悬架系列部件u形板整体成型方法
CN104785621A (zh) * 2015-04-16 2015-07-22 华中科技大学 一种大型薄壁件的拉形和电磁复合渐进成形方法及装置
CN204638892U (zh) * 2015-04-18 2015-09-16 浙江舜仕汽车技术有限公司 圆筒形钣金件的拉延模具
CN204817732U (zh) * 2015-08-21 2015-12-02 哈尔滨建成集团有限公司 一种带有凸缘薄壁半球形高压膜片刚性压边拉深模具
CN105537454A (zh) * 2016-03-02 2016-05-04 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种飞机阶梯形薄壁零件的钣金成型工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283364A (ja) * 2006-04-18 2007-11-01 Nippon Steel Corp イージーオープン缶蓋のリベット成形方法
CN102107244A (zh) * 2009-12-23 2011-06-29 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 薄壁零件冲压拉伸成形方法
CN203091527U (zh) * 2012-12-13 2013-07-31 宁波太尔炊具有限公司 一种用于加工直伸铝制不粘锅的模具
CN103801915A (zh) * 2014-03-06 2014-05-21 内蒙古一机集团瑞特精密工模具有限公司 装甲车悬架系列部件u形板整体成型方法
CN104785621A (zh) * 2015-04-16 2015-07-22 华中科技大学 一种大型薄壁件的拉形和电磁复合渐进成形方法及装置
CN204638892U (zh) * 2015-04-18 2015-09-16 浙江舜仕汽车技术有限公司 圆筒形钣金件的拉延模具
CN204817732U (zh) * 2015-08-21 2015-12-02 哈尔滨建成集团有限公司 一种带有凸缘薄壁半球形高压膜片刚性压边拉深模具
CN105537454A (zh) * 2016-03-02 2016-05-04 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种飞机阶梯形薄壁零件的钣金成型工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国机械工程学会塑性工程学会编: "《锻压手册 第2卷 冲压》", 31 January 2008, 北京：机械工业出版社 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107497912A (zh) * 2017-09-08 2017-12-22 陕西飞机工业（集团）有限公司 一种零件落压成形方法
CN107855397A (zh) * 2017-11-21 2018-03-30 徐航 一种单模具钣金成型方法及其装置
CN109622764A (zh) * 2018-11-16 2019-04-16 中国航发西安动力控制科技有限公司 齿形弹簧圈成形模具及成形方法
CN109759493A (zh) * 2019-02-03 2019-05-17 哈尔滨工业大学 一种难变形材料封闭变截面薄壁件粘性介质压力成形方法
CN109759493B (zh) * 2019-02-03 2019-11-01 哈尔滨工业大学 一种难变形材料封闭变截面薄壁件粘性介质压力成形方法
CN111421077B (zh) * 2020-03-30 2021-12-10 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种薄壁钣金件半模闸压成形方法及装置
CN111421077A (zh) * 2020-03-30 2020-07-17 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种薄壁钣金件半模闸压成形方法及装置
CN112222271A (zh) * 2020-09-24 2021-01-15 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种分流器外壳的热拉伸成形方法
CN112163281A (zh) * 2020-10-30 2021-01-01 东风本田汽车有限公司 车身钣金零件热变形cae仿真分析方法
CN116190869A (zh) * 2023-04-25 2023-05-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池单体的外壳的制作装置、电池及用电装置
CN116190869B (zh) * 2023-04-25 2024-01-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池单体的外壳的制作装置、电池及用电装置
CN117124021A (zh) * 2023-08-17 2023-11-28 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种薄壁高温合金月牙形支板衬套的加工方法
CN117124021B (zh) * 2023-08-17 2024-04-16 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种薄壁高温合金月牙形支板衬套的加工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106734567A (zh) 一种薄壁钣金件冲压成形方法
CN103567339B (zh) Cap1400蒸汽发生器椭圆形封头的锻造成形方法
CN201676960U (zh) 一种新型高强度钢板模具结构
CN112077531A (zh) 一种热冲压成型制造汽车零件的工艺方法
CN104148574A (zh) 一种精密冷锻成形的凸轮片制造方法
CN101890453B (zh) 飞行器机、旋翼前缘蒙皮拉压成形方法及成形模具
CN110586731A (zh) 轨道车辆用复杂型铝合金零件快速超塑成形方法
CN204276777U (zh) 一种防弯曲的镦粗模具
CN103567340A (zh) 一种汽车用直齿圆柱齿轮的精密锻造新工艺及模具
CN109570418A (zh) 一种铝合金筋板类矩形锻件的精密成形方法
CN107030235A (zh) 一种冲压锻造复合成型工艺
KR20100127401A (ko) 정수압 성형 및 점진적 성형 공정을 이용한 난성형 금속 합금 판재의 성형 방법
CN202114201U (zh) 一种高速列车制动盘盘毂锻造模具
CN205341647U (zh) 大曲率钛合金蒙皮零件的等温成形模具
CN106077382A (zh) 一种高强度20CrMoNi双联直齿轮精密成形工艺及模具
CN106077276A (zh) 具有多个强度的冲压件的成形方法及热冲压成形装置
CN105537487A (zh) 异型鱼尾板制造方法及模具
CN201735694U (zh) 轴承外圈模具
CN204657270U (zh) 一种复合式热成型模具
CN104550589B (zh) Cap1400核电稳压器用下封头锻件的锻造成形方法
CN207668293U (zh) 一种快速装夹板料的渐进成形升降台
CN113172143B (zh) 一种利用可变型面改善超塑气胀成形件壁厚均匀性的方法
CN106424343B (zh) 汽车热成型模具
CN102114519A (zh) 一种火车车轮预成形方法
CN208643840U (zh) 一种汽车零部件用铆接模具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170531

RJ01 Rejection of invention patent application after publication