CN109482736B - 一种带锥度厚壁u形圆弧零件成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，包括如下步骤：(1)准备坯料：坯料包括加工主体和位于加工主体两端及中部的工艺凸台，两端的工艺凸台上开设安装孔；(2)初成形：采用模具将坯料压制成形；(3)固定约束：在模具处于压合状态下，在初成形的零件的安装孔中安装螺杆，并使用螺母锁紧螺杆，随后从模具中取出初成形的零件；(4)退火：将零件在螺杆和螺母固定约束的状态下进行退火，退火后拆卸零件上的螺杆和螺母；(5)再成形：采用模具将退火后的零件再次压制校形；(6)去除工艺凸台：将零件上的工艺凸台去除，得到带锥度厚壁U形圆弧零件。本发明可以有效防止零件回弹变形，保证带锥度厚壁U形圆弧零件准确成形。

Description

一种带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法

技术领域

本申请属于零件加工技术领域，具体涉及一种带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法。

背景技术

圆弧零件是一种常见的零件，在机械行业大量采用。圆弧零件一般采用板料在卷板机上卷制成形。对于带锥度的U形圆弧零件，其形状既含有锥形圆弧，又含有直线段，成形难度比单纯的直圆弧零件或单纯的锥圆弧形零件都要大。采用滚卷方法不易保证零件的锥度，也不易保证零件整体的精度。当这种零件为厚壁零件时，其成形及校形的难度很大。

对于带锥度的厚壁U形圆弧零件，另一种技术方法是利用模具压制成形，但U形件压制成形的回弹很大，成形卸模后圆弧大幅度张开，精度不能满足要求，由于厚度厚，强度高，校形的难度很大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，可以有效防止零件回弹变形，保证带锥度厚壁U形圆弧零件准确成形。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，包括如下步骤：

(1)准备坯料：所述坯料包括加工主体和位于所述加工主体两端以及位于所述加工主体中部的工艺凸台，所述加工主体的形状尺寸与待成形的所述带锥度厚壁U形圆弧零件的展开形状尺寸一致；

所述工艺凸台为突出于所述加工主体的余边，位于所述加工主体两端的所述工艺凸台上开设有安装孔；

(2)初成形：采用模具将带有工艺凸台的所述坯料压制成形，所述模具包括上模和下模，所述上模和所述下模中的其中一个带有成形面，所述上模和所述下模中的另一个带有与所述成形面相匹配的加压面；

所述成形面的锥度和弧度与待成形的所述带锥度厚壁U形圆弧零件的锥度和弧度一致；

(3)固定约束：在所述模具处于压合状态下，在初成形的零件两端的所述安装孔中安装螺杆，并使用螺母锁紧螺杆，将初成形的零件两端进行固定约束，随后从所述模具中取出初成形的零件，所述螺杆和螺母抵消零件的材料自身产生的回弹力；

(4)退火：将所述零件在螺杆和螺母固定约束的状态下进行退火，退火后拆卸零件上的所述螺杆和所述螺母；

(5)再成形：采用所述模具将退火后的所述零件再次压制校形，使所述零件在自由状态下达到设计要求的型面精度；

(6)去除工艺凸台：将零件上的所述工艺凸台去除，得到所述带锥度厚壁U形圆弧零件。

进一步地，位于所述加工主体中部的所述工艺凸台上开设有定位孔。

进一步地，所述上模上设置有与所述定位孔相匹配的定位销。

进一步地，步骤(2)中，所述采用模具将带有工艺凸台的所述坯料压制成形，包括：

首先将所述坯料放置在所述下模上，所述上模下行；

当所述上模下行至与所述坯料接触时，调整所述坯料的位置，保证所述坯料放正、无偏斜，并且所述定位销插入所述定位孔中；

最后将所述上模和所述下模合模，将带有工艺凸台的所述坯料压制成形。

进一步地，步骤(2)中，所述采用模具将带有工艺凸台的所述坯料压制成形，还包括：

将所述模具安装在液压机上，先将所述上模和所述下模找正固定，再将所述坯料放置在所述下模上。

进一步地，所述上模的底部设置有1块以上突出于所述上模下表面的挡板。

进一步地，所述螺杆为双头螺杆。

进一步地，所述加工主体的两端均设置2个所述工艺凸台。

由上述技术方案可知，本发明提供的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，在坯料两端及中部设置工艺凸台，工艺凸台上开设安装孔，采用模具将初坯料压制成形后通过螺杆和螺母将零件两端固定进行约束，以避免零件卸模后回弹张开。将螺杆和螺母固定约束的零件进行退火，稳定零件形状，保证零件在自由状态下可以达到设计要求的型面精度。采用模具将退火后的零件再次压制校形，微调零件形状，进一步缩小零件的形状公差，将工艺凸台去除后即得到该带锥度厚壁U形圆弧零件。

与现有技术相比，本发明提供的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法具有如下优点：

(1)可实现带锥度的厚壁U形圆弧零件的成形要求。

(2)解决了带锥度厚壁U形圆弧零件高强度、高回弹条件下成形精度的控制问题。

(3)成形的模具简单，实施方便，不需进行手工校形。

(4)只要有多套螺杆和螺母，即可满足小批量生产的要求。

附图说明

图1为本发明实施例中带锥度厚壁U形圆弧零件的结构示意图；

图2为图1的AA向剖面图；

图3为坯料的结构示意图；

图4为模具在开模状态下的结构示意图；

图5为模具在合模状态下的结构示意图；

图6为螺杆和螺母固定约束零件的结构示意图。

附图标记说明：1-上模，11-加压面；2-螺钉；3-挡板；4-定位销；5-坯料，51-加工主体，52-端部的工艺凸台，53-安装孔，54-中部的工艺凸台，55-定位孔；6-下模，61-成形面；7-螺杆；8-螺母，9-零件。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

在本发明实施例中，一种带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，用于加工带锥度厚壁U形圆弧零件，该带锥度厚壁U形圆弧零件的结构如图1和图2所示，零件带有锥度3.7°，壁厚为10mm，宽度为115mm，材料为HG785D钢板。

该成形方法包括如下步骤：

(1)准备坯料：参见图3，坯料5为10mm厚的平板，包括加工主体51、位于加工主体51两端的工艺凸台52和位于加工主体51中部的工艺凸台54，加工主体51的形状尺寸与待成形的带锥度厚壁U形圆弧零件的展开形状尺寸一致。

本实施例中，工艺凸台52、54为突出于加工主体51的余边，参见图3，中部的工艺凸台54位于坯料5中间部位，尺寸为30mm×22mm，中部的工艺凸台54上有一个

的定位孔55，用于成形时定位。

加工主体51的两端均设置2个位于端部的工艺凸台52，即坯料5长度两端有4个45mm×45mm的工艺凸台52，端部的工艺凸台52上开设有

的安装孔，用于初成形后穿螺杆约束固定零件。

(2)初成形：采用模具将带有工艺凸台的坯料压制成形；

参见图4，模具包括上模1和下模6，上模1和下模6中的其中一个带有成形面，上模1和下模6中的另一个带有与成形面相匹配的加压面；本实施例中，上模1的下表面为加压面11，下模6的内凹面为成形面61，成形面61的锥度和弧度与待成形的带锥度厚壁U形圆弧零件的锥度和弧度一致。

上模1的底端即加压面11上设置有定位销4，用于对坯料进行定位，上模1的底部设置有1块以上突出于上模1下表面的挡板3，本实施例中挡板3设置有2块，分布于定位销4的两侧，用于成形过程中对坯料进行限位，防止偏斜。

该模具安装在YT32-315Cb液压机上使用，模具安装后，先将上模1和下模6找正固定，将坯料5放置在下模6上；上模1下行，当上模1下行至与坯料5接触时，调整坯料5的位置，保证坯料5放正、无偏斜，并且定位销4恰好插入定位孔55中，利用上模1上的定位销4通过坯料5中间的定位孔55定位零件，将坯料5放正，如图4所示；随后上模1下行至与下模6贴合，上模1和下模6合模，贴合后的模具状态如图5所示。

(3)固定约束：在模具处于压合状态下(图5所示状态)，在初成形的零件9两端的安装孔53中安装螺杆7，并使用螺母8锁紧螺杆7。

参见图6，本实施例中螺杆7采用双头螺杆，将螺杆7两端的螺纹段分别穿过位于同侧的两个安装孔53，安装垫片并使用螺母8锁紧螺杆段，将初成形的零件9两端按合模状态的尺寸进行固定约束，随后从模具中取出初成形的零件9，螺杆7和螺母8抵消零件的材料自身产生的回弹力，防止零件9在自由状态下张开变大。

(4)退火：将零件9在螺杆7和螺母8固定约束的状态下进行退火，通过退火消除初成形以及固定约束所产生的内应力，并使零件形状稳定，退火后拆卸零件上的螺杆7和螺母8，经过退火，零件9的形状与最终形状的偏差在2mm以内。

(5)再成形：将退火后的零件9再放到图4所示的模具内，再次压制成形，利用此过程对零件9进行校形，经过校形后，在自由状态下，零件9达到设计要求的型面精度。

(6)去除工艺凸台：将零件9上的工艺凸台去除，得到图1所示的带锥度厚壁U形圆弧零件，经检测，其形状及外形尺寸符合设计要求。

通过上述实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

1)本发明提供的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，通过螺杆和螺母将零件两端固定进行约束，以避免零件卸模后回弹张开，可实现带锥度的厚壁U形圆弧零件的成形要求。将螺杆和螺母固定约束的零件进行退火，稳定零件形状，保证零件在自由状态下可以达到设计要求的型面精度，解决了零件高强度、高回弹条件下成形精度的控制问题。

2)本发明提供的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，成形的模具简单，实施方便，不需进行手工校形，工艺简单，只要有多套螺杆和螺母，即可满足小批量生产的要求。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)准备坯料：所述坯料包括加工主体和位于所述加工主体两端以及位于所述加工主体中部的工艺凸台，所述加工主体的形状尺寸与待成形的所述带锥度厚壁U形圆弧零件的展开形状尺寸一致；

所述工艺凸台为突出于所述加工主体的余边，位于所述加工主体两端的所述工艺凸台上开设有安装孔；

(2)初成形：采用模具将带有工艺凸台的所述坯料压制成形，所述模具包括上模和下模，所述上模和所述下模中的其中一个带有成形面，所述上模和所述下模中的另一个带有与所述成形面相匹配的加压面；

所述成形面的锥度和弧度与待成形的所述带锥度厚壁U形圆弧零件的锥度和弧度一致；

(3)固定约束：在所述模具处于压合状态下，在初成形的零件两端的所述安装孔中安装螺杆，并使用螺母锁紧螺杆，将初成形的零件两端进行固定约束，随后从所述模具中取出初成形的零件，所述螺杆和螺母抵消零件的材料自身产生的回弹力；

(4)退火：将所述零件在螺杆和螺母固定约束的状态下进行退火，退火后拆卸零件上的所述螺杆和所述螺母；

(5)再成形：采用所述模具将退火后的所述零件再次压制校形，使所述零件在自由状态下达到设计要求的型面精度；

(6)去除工艺凸台：将零件上的所述工艺凸台去除，得到所述带锥度厚壁U形圆弧零件。

2.如权利要求1所述的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，其特征在于：位于所述加工主体中部的所述工艺凸台上开设有定位孔。

3.如权利要求2所述的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，其特征在于：所述上模上设置有与所述定位孔相匹配的定位销。

4.如权利要求3所述的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，其特征在于：步骤(2)中，所述采用模具将带有工艺凸台的所述坯料压制成形，包括：

首先将所述坯料放置在所述下模上，所述上模下行；

当所述上模下行至与所述坯料接触时，调整所述坯料的位置，保证所述坯料放正、无偏斜，并且所述定位销插入所述定位孔中；

最后将所述上模和所述下模合模，将带有工艺凸台的所述坯料压制成形。

5.如权利要求4所述的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，其特征在于：步骤(2)中，所述采用模具将带有工艺凸台的所述坯料压制成形，还包括：

将所述模具安装在液压机上，先将所述上模和所述下模找正固定，再将所述坯料放置在所述下模上。

6.如权利要求1至5中任一项所述的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，其特征在于：所述上模的底部设置有1块以上突出于所述上模下表面的挡板。

7.如权利要求1至5中任一项所述的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，其特征在于：所述螺杆为双头螺杆。

8.如权利要求1至5中任一项所述的带锥度厚壁U形圆弧零件成形方法，其特征在于：所述加工主体的两端均设置2个所述工艺凸台。

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