CN109013936B - 大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具。本发明主要是解决现有的不带内芯的缩口工艺存在的易出现压塌现象、工序繁琐、成本高、成形质量不好的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具，包括上模板和缩口凹模，其中：还包括由环箍、芯杆、托盘、键、六边柱、若干个芯块和方形螺母构成的内芯和下垫板，所述芯杆与托盘连接，所述六边柱套在芯杆上，所述若干个芯块装在托盘的上表面上，所述键设在芯块的下端面上，所述方形螺母装在芯杆的上端并将六边柱锁紧，所述环箍装在芯块上端面设置的环箍槽中，所述托盘装在下垫板上并将托盘底面设置的环形凸起位于下垫板顶面设置的环形凹槽中。

Description

大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具
技术领域
本发明涉及一种大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具，它属于轻合金塑性成形技术领域。
背景技术
现有的轻合金缩口工艺中，没有内芯的支撑，只适合进行局部缩口成形。由于没有内芯的支撑，在成形过程中工件下段材料堆积乃至失稳易导致在缩口位置出现微小失稳和表面不光洁，因此，不带内芯的缩口工艺存在的下列缺陷。
1、易在局部缩口位置出现压塌现象(理论上缩口件高度要大于原始毛坯高度，传统局部缩口后缩口件的高度小于原始毛坯高度)，最后成形的缩口件高度无法预测，表面质量差，厚度不均匀，尺寸不符合要求，后续加工繁琐，浪费材料；
2、不带内芯的缩口工艺可允许的缩口系数极限值较大，一般大于0.7，若要使用该工艺进行小于0.7的缩口需要分道次进行，加工工序繁琐，成本高，成形质量不好；
3、对厚高比小于0.1的工件进行缩口时，筒壁厚较薄，缩口容易产生起皱、失稳以及材料堆积等缺陷；
4、只能在低温冷态的条件下进行，材料流动性不佳导致缩口件的成形质量不好。
发明内容
本发明的目的是解决现有的不带内芯的缩口工艺存在的易在局部缩口位置出现压塌现象、加工工序繁琐、成本高、成形质量不好和浪费材料的技术问题，提供一种大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具，包括上模板和缩口凹模，其中：还包括由环箍、芯杆、托盘、键、六边柱、若干个芯块和方形螺母构成的内芯和下垫板，所述芯杆穿过托盘中心设置的圆孔并使芯杆的下端通过螺钉与托盘连接，所述六边柱套在芯杆上并使其下端面位于托盘的上表面上，所述若干个芯块装在托盘的上表面上且其内侧面与六边柱的柱面紧密相贴，所述键设在芯块的下端面上并位于托盘上表面设置的键槽中，所述方形螺母装在芯杆的上端并将六边柱锁紧，所述环箍装在芯块上端面设置的环箍槽中，所述托盘装在下垫板上并将托盘底面设置的环形凸起位于下垫板顶面设置的环形凹槽中。
进一步地，所述六边柱为倒六边锥台柱，所述倒六边锥台柱的轴向中心设有芯杆孔。
进一步地，所述托盘为圆柱形，在托盘中心设有芯杆孔，在托盘上表面设有与芯块等量的键槽，在托盘底面设有楔形环形凸起。
进一步地，所述芯块为四边柱，所述芯块的内侧面为斜面，该斜面与六边柱的柱面配合，所述芯块的外侧面为弧形，所述芯块的顶面上设有环箍槽，所述芯块底面靠近设有内侧面处设有安装键的键槽。
本发明的有益效果为：
本发明的技术方案，其内芯对工件内壁的起支撑作用，使缩口件内壁比较规整，不会发生不带内芯的缩口工艺中筒体失稳和材料堆积，缩口件高度和厚度都比较均匀，尺寸一致性好。本发明内芯装置的托盘下端带有楔形环形凸起，当放入部件时，楔形环形凸起先进入下垫板凹槽，保证内芯、下垫板和筒体毛坯的同轴度，避免因为不同轴导致的缩口件壁厚差过大。本发明在毛坯冷态、温态、热态情况下都可使用，可以根据材料的不同选取适当的缩口温度，以便达到更好的成形效果。因此，与背景技术相比，本发明具有下列优点。
1、解决了传统缩口工艺对厚高比较小，缩口系数较小较难缩口的技术难题：本发明能够完成筒体厚高比(t/H)为0.02，缩口系数为0.5，且整体缩口的大型筒体工件，并且材料和温度都不受限制，从轻合金到各种有色金属，从冷态到热态，各种情况均可使用；
2、本发明的方形螺母和环箍、键槽配合使内力达到平衡，自成可单独吊装的完整一体结构：内芯结构的设计，由于方形螺母的固定作用，使得六边柱斜面与芯块内壁紧密贴合，再由固定套圈对芯块的束缚，使得芯块与六边柱抱合到一起，起到对缩口件内壁支撑的作用。在芯块、六边柱的上端均设置有吊装孔，使得在模具装配的时候更为方便。该种内芯模具的设计结构也方便了加工完成后取出内芯。
3、托盘上的楔形环形凸起和下垫板上的环形凹槽，该种结构的设计保证了内芯、下垫板和筒体毛坯的同轴度，避免由于不同轴导致缩口件高度及厚度的不一致；
4、托盘上的键槽，芯块用键固定在键槽中，且键槽长度长，指向托盘中心，脱模时可依次推动芯块向托盘中心运动，逐个取出，该种结构的设计使得工件脱模大为简便，传统内芯的结构缩口完成后无法取出，该种结构的设计就为取出内芯提供了一种简便方法；
5、内壁缩口表面平滑，尺寸精度稳定、一致性好：使用加有本发明内芯的模具成形的缩口件高度及厚度都比较均匀，不会发生失稳。内芯起到内衬作用，内壁缩口表面平滑，尺寸精度稳定、一致性好，适合无机加余量或小机加余量的高精度缩口件推广。本发明内芯结构的设计，不仅适用于厚高比较小、缩口系数较小且需要整体缩口的工件，如果在传统的不加内芯的缩口工艺中使用，能提高表面质量和精度，成形效果更好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的使用状态图；
图3是本发明托盘的结构示意图；
图4是本发明六边柱的结构示意图；
图5是本发明芯块的结构示意图。
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描述。
如图1～5所示，本实施例中的一种大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具，包括上模板1和缩口凹模2，其中：还包括由环箍3、芯杆4、托盘5、键7、六边柱8、六个芯块9和方形螺母10构成的内芯和下垫板6，所述芯杆4穿过托盘5中心设置的圆孔并使芯杆4的下端通过螺钉与托盘5连接，所述六边柱8套在芯杆4上并使其下端面位于托盘5的上表面上，所述六个芯块9装在托盘5的上表面上且其内侧面与六边柱8的柱面紧密相贴，所述键7设在芯块9的下端面上并位于托盘5上表面设置的键槽中，所述方形螺母10装在芯杆4的上端并将六边柱8锁紧，所述环箍3装在芯块9上端面设置的环箍槽中，所述托盘5装在下垫板6上并将托盘5底面设置的环形凸起位于下垫板6顶面设置的环形凹槽中。
如图4所示，所述六边柱8为倒六边锥台柱，所述倒六边锥台柱的轴向中心设有芯杆孔。
如图3所示，所述托盘5为圆柱形，在托盘5中心设有芯杆孔，在托盘5上表面设有与芯块9等量的键槽，在托盘5底面设有楔形环形凸起。
如图5所示，所述芯块9为四边柱，所述芯块9的内侧面为斜面，该斜面与六边柱8的柱面配合，所述芯块9的外侧面为弧形，所述芯块9的顶面上设有环箍槽，所述芯块9底面靠近设有内侧面处设有安装键的键槽。所述芯块9的其余侧面为平面。
本发明内芯的装配顺序为先将芯杆4穿入托盘5通过螺钉与托盘5连接，然后若干芯块9依次安装在托盘5上，并由键7固定在托盘5上的键槽中，再在芯块9中间吊入六边柱8，在芯块9顶面套上环箍3，方形螺母10装在芯杆4上并拧紧，由于六边柱8在方形螺母10作用下向下运动，在水平分力的作用下使得六边柱8倾斜面外壁紧贴芯块9内侧斜面，因由环箍3对六个芯块9的束缚，达到受力平衡，使得这六个部分成为紧密的一体。
本发明的工作原理为：缩口及脱模过程：①把筒体毛坯放在下垫板6上，②将预热好的内芯整体吊入工件中(内芯结构上端设有吊孔，安装吊耳即可吊入)；③缩口凹模下压，完成缩口；④缩口凹模回程并取下内芯结构中的方形螺母10、环箍3，(方形螺母10、环箍3上均设有悬挂螺钉孔)；⑤将芯块9依次沿托盘5键槽方向向托盘5中心推动并吊出(芯块底部装有40*60*20滑键，芯块9上端均设有吊孔，安装好吊耳即可吊出)；⑥将所有芯块9依次吊出后，把芯杆4带动托盘5一并取出。完成脱模。缩口完成后，如果工件跟紧上模，则脱模方法为用机床里穿孔缸顶住芯杆，即可使工件脱离上模。

Claims (4)

1.一种大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具，包括上模板(1)和缩口凹模(2)，其特征在于：还包括由环箍(3)、芯杆(4)、托盘(5)、键(7)、六边柱(8)、若干个芯块(9)和方形螺母(10)构成的内芯和下垫板(6)，所述芯杆(4)穿过托盘(5)中心设置的圆孔并使芯杆(4)的下端通过螺钉与托盘(5)连接，所述六边柱(8)套在芯杆(4)上并使其下端面位于托盘(5)的上表面上，所述若干个芯块(9)装在托盘(5)的上表面上且其内侧面与六边柱(8)的柱面紧密相贴，所述键(7)设在芯块(9)的下端面上并位于托盘(5)上表面设置的键槽中，所述方形螺母(10)装在芯杆(4)的上端并将六边柱(8)锁紧，所述环箍(3)装在芯块(9)上端面设置的环箍槽中，所述托盘(5)装在下垫板(6)上并将托盘(5)底面设置的环形凸起位于下垫板(6)顶面设置的环形凹槽中。
2.根据权利要求1所述的一种大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具，其特征在于：所述六边柱(8)为倒六边锥台柱，所述倒六边锥台柱的轴向中心设有芯杆孔。
3.根据权利要求1所述的一种大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具，其特征在于：所述托盘(5)为圆柱形，在托盘(5)中心设有芯杆孔，在托盘(5)上表面设有与芯块(9)等量的键槽，在托盘(5)底面设有楔形环形凸起。
4.根据权利要求1所述的一种大型筒体工件实现整体缩口工艺的模具，其特征在于：所述芯块(9)为四边柱，所述芯块(9)的内侧面为斜面，该斜面与六边柱(8)的柱面配合，所述芯块(9)的外侧面为弧形，所述芯块(9)的顶面上设有环箍槽，所述芯块(9)底面靠近设有内侧面处设有安装键的键槽。
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