CN111604421B - 一种带交叉筋筒形件流动旋压成形模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，用于解决带交叉筋筒形件流动旋压加工后难以脱模的问题。模具包括接头、夹紧环、芯棒、前盖、大花瓣模、小花瓣模。所述的大花瓣模和小花瓣模共同组成成形模具的外整体，并且在外表面布置需要成形的交叉筋沟槽。内部是一个光滑的圆柱形芯棒，用于流动旋压时支撑大、小花瓣模，模具接头和大花瓣模、小花瓣模用台阶式的结构组合在一起，旋压时用尾顶顶住，防止滑移，夹紧环与模具接头通过螺纹连接在一起，并通过紧定螺钉固定管坯，防止管坯在旋压过程中与成形模具发相对滑移，有效提高了带交叉筋筒形件的成形质量。

Description

一种带交叉筋筒形件流动旋压成形模具

技术领域

本发明涉及金属塑性加工技术领域，具体地，涉及一种带交叉筋筒形件流动旋压成形模具。

背景技术

带内筋的薄壁筒形件因其高刚度、高强度和低结构重量系数等优点，成为机械装备中薄壁结构件的首选，流动旋压是成形这类零件的优势技术；针对带纵横筋筒形件的流动旋压已经有了较多的研究，但是这些旋压方法包括模具设计并不能完全适用于带交叉筋筒形件。

专利文献为CN109663860A的中国发明专利公开了一种带纵横筋构件的旋压成形模具及设计方法，如图1和图2所示，包括紧固螺钉1、上端盖2、紧固环6及基座7，还包括主动芯模3-l、被动芯模3-2、横向筋槽4-1和纵向筋槽5-1，所述的紧固环6安装在主动芯模3-1和被动芯模3-2的下端，上端盖2安装在主动芯模3-1和被动芯模3-2的上端，紧固螺钉1通过上端盖2的中心孔将上端盖2、主动芯模3-l、被动芯模3-2紧固环6固定在基座7上。所述的纵向筋槽5-l在主动芯模3-1和被动芯模3-2圆周上对称分布，在每个主动芯模和被动芯模的内侧有用于定位的滑轨，通过滑轨的定位实现成形模具的拆装。这种形式的成形模具，经过试验其带纵横内筋筒形件的筋不饱满，没有完全填充。不难看出，文献公开的纵横内筋筒形构件旋压成形芯模装置及方法存在以下缺陷：

1)该模具的设计方法表明，主动芯模和被动芯模的数量是基于纵筋的数量，因此该方法只适用于带纵横内筋筒形件的旋压，对于带交叉内筋筒形件的旋压，这种模具设计方法是不适用的。

2)该模具是通过滑轨来实现主动芯模和被动芯模的定位，对加工和装配精度要求高，试验表明该种模具实际加工中脱模困难，且内筋填充效果不理想。

3)没有考虑流动旋压过程中，筒段和成形模具的相对固定问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种带交叉筋筒形件流动旋压成形模具。

根据本发明提供的一种带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，包括接头、夹紧环、芯棒、前盖、多个大花瓣模以及小花瓣模，其中：

接头呈中空设置，接头的下部连接机床主轴，接头的上部连接夹紧环，且接头的内部设置有定位台阶；

多个大花瓣模和小花瓣模围合形成中空的圆柱，且大花瓣模和小花瓣模的底部设置有与所述定位台阶匹配的定位部，大花瓣模和小花瓣模的顶部设置有限位槽；

芯棒设置在大花瓣模和小花瓣模围合形成中空圆柱内；

前盖覆盖多个大花瓣模和小花瓣模的上表面，前盖的中间设置有连接芯棒的螺纹孔；

夹紧环设置在大花瓣模和小花瓣模外侧，并与接头紧固连接。

优选地，所述大花瓣模和小花瓣模的外侧设置有交叉筋沟槽。

优选地，所述前盖为带有环形凸起的圆形盖状物，所述大花瓣模和小花瓣模围合形成的中空圆柱上表面设置有与所述凸起匹配的凹槽。

优选地，所述夹紧环为双层圆环形结构，上层的圆环形和下层的圆环形内径相同。

优选地，下层的圆环形上设置有多个螺纹孔，且所述多个螺纹孔与接头的上部的螺纹孔一一对应。

优选地，上层的圆环形上设置有固定筒坯的螺纹孔。

优选地，所述大花瓣模的侧面面由第一内弧面、第一外弧面以及两个平行的第一侧面围合形成，所述小花瓣模的侧面由第二内弧面、第二外弧面以及两个垂直的第二侧面围合形成。

优选地，第一内弧面和第二内弧面围合形成中空圆柱内侧面，第二内弧面和第二外弧面围合形成中空圆柱外侧面。

优选地，所述大花瓣模底部的定位部和小花瓣模底部的定位部围合形成环形凸块，所述环形凸块卡入所述定位台阶内。

优选地，所述大花瓣模的侧面面由第一内弧面、第一外弧面以及两个平行的第一侧面围合形成，所述小花瓣模的侧面由第二外弧面和两个垂直的第二侧面围合形成。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明结构巧妙，便于安装和拆卸；

2、本发明的大花瓣模和小花瓣模的数量不会受制于带纵横内筋筒形件的旋压，本发明能够适用于带交叉内筋筒形件的旋压；

3、本发明取消了滑轨的设计，允许机床主轴与成形模具有一定的滑移，且改善了由于受力不均匀而产生内筋不够饱满的缺陷；

4、本发明通过夹紧环，解决了流动旋压过程中，筒坯和成形模具的相对固定问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为背景技术纵横内筋构件旋压成形模具示意图；

图2为背景技术纵横内筋构件旋压成形模具俯视示意图；

图3是本发明带交叉内筋构件旋压成形模具的结构示意图；

图4是图3的A—A剖视图；

图5是图3中大花瓣模的零件图；

图6是图3中小花瓣模的零件图；

图7是图3中接头的零件图；

图8是图3中夹紧环的零件图。

图中示出：

接头 1

夹紧环 2

芯棒 3

前盖 4

大花瓣模 5

小花瓣模 6

交叉筋沟槽 7

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图3至图8所示，根据本发明提供的一种带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，包括接头1、夹紧环2、芯棒3、前盖4、大花瓣模5以及小花瓣模6，其中接头1为中空的圆台结构，接头1包括上部和下部，上部和下部均分布有对称的螺纹孔，上部的螺纹孔用于连接夹紧环，下部的螺纹孔用来连接机床主轴。且在接头1内部有定位台阶，防止大花瓣模5、小花瓣模6与接头1发生相对滑移。夹紧环2为双层圆环形装置，底层的螺纹孔与模具接头上的螺纹孔一一对应，上层的螺纹孔可以安装紧定螺钉，固定筒坯的位置。芯棒3为表面光滑的棒状物，主要起到支撑作用，保证大花瓣模5、小花瓣模6在流动旋压过程中不发生径向的偏移。前盖4带有环形凸起的圆形盖状物，中间设置有螺纹孔，用来与芯棒3连接，并与尾顶接触，实现模具的轴向固定。大花瓣模5、小花瓣模6是由中空的圆柱分割而成，并且底部有和接头相匹配的台阶形状，与接头1紧密接触，有周向的定位台阶实现定位，安装完成后的大花瓣模5、小花瓣模6是统一整体，侧面接触严密且有需要成形的交叉筋沟槽7。

进一步的，大花瓣模5的侧面面由第一内弧面、第一外弧面以及两个平行的第一侧面围合形成，小花瓣模6的侧面由第二内弧面、第二外弧面以及两个垂直的第二侧面围合形成。第一内弧面和第二内弧面围合形成中空圆柱内侧面，第二内弧面和第二外弧面围合形成中空圆柱外侧面。

作为优选例：大花瓣模5底部的定位部和小花瓣模6底部的定位部围合形成环形凸块，环形凸块卡入定位台阶内。大花瓣模5的侧面面由第一内弧面、第一外弧面以及两个平行的第一侧面围合形成，小花瓣模6的侧面由第二外弧面和两个垂直的第二侧面围合形成。

大花瓣模5、小花瓣模6的数量优选均为4个。

作为优选例，本发明的模具接头下部分布有6个M16的螺纹孔用来连接机床主轴，接头头部内径140mm，外径300mm，凹进部分深度50mm，上部有6个对称分布的M16螺纹孔用来连接夹紧环2。夹紧环2双层圆环形装置，底层的螺纹孔与模具接头1上的螺纹孔一一对应，上层的螺纹孔可以安装紧定螺钉，固定筒坯的位置。前盖4上有对应大花瓣模5和小花瓣模6上的凸台，用来准确定位前盖，使尾顶可以均匀施加夹紧力。大花瓣模5和小花瓣模6沿周向组合起来是一个完整的圆柱环，并且外表面组合后是严密无缝的，上面有需要成形的交叉筋沟槽7。大花瓣模5和小花瓣模6以及芯棒3的尺寸有装配关系要求，需要保证旋压完成后能够顺利脱模，大模具块5必须在芯棒抽出来之后能够顺利的脱离，这就需要满足如下条件：

其中R表示大花瓣模5的外径，r表示大花瓣模5的内径，d表示大花瓣模5的宽度。

进一步的，本发明取消了滑轨的设计，允许机床主轴与成形模具有一定的滑移，改善了由于受力不均匀而产生内筋不够饱满的缺陷。

为更好地解释说明本申请所述的成形模具，下面通过具体的应用场景阐述所述带交叉筋筒形件成形模具的工作原理：

在进行带交叉筋的筒形件流动旋压时，先将大花瓣模5和接头1用键定位连接好，再依次将其他的大花瓣模5、小花瓣模6装配好，再将芯棒3插入其中，并将前盖4扣紧，通过螺纹与芯棒3连接定位；将需要加工的筒坯套上，再将模具整体与机床固定好，最后再安装夹紧环2，并通过紧定螺钉固定好筒坯。旋压完成后，松开尾顶取下成形模具，完成大花瓣模5和小花瓣模6的脱离，即可完成脱模。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，其特征在于，包括接头、夹紧环、芯棒、前盖、多个大花瓣模以及小花瓣模，其中：

接头呈中空设置，接头的下部连接机床主轴，接头的上部连接夹紧环，且接头的内部设置有定位台阶；

多个大花瓣模和小花瓣模围合形成中空的圆柱，且大花瓣模和小花瓣模的底部设置有与所述定位台阶匹配的定位部，大花瓣模和小花瓣模的顶部设置有限位槽；

芯棒设置在大花瓣模和小花瓣模围合形成中空圆柱内；

前盖覆盖多个大花瓣模和小花瓣模的上表面，前盖的中间设置有连接芯棒的螺纹孔；

夹紧环设置在大花瓣模和小花瓣模外侧，并与接头紧固连接；

所述夹紧环为双层圆环形结构，上层的圆环形和下层的圆环形内径相同。

2.根据权利要求1所述的带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，其特征在于，所述大花瓣模和小花瓣模的外侧设置有交叉筋沟槽。

3.根据权利要求1所述的带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，其特征在于，所述前盖为带有环形凸起的圆形盖状物，所述大花瓣模和小花瓣模围合形成的中空圆柱上表面设置有与所述凸起匹配的凹槽。

4.根据权利要求1所述的带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，其特征在于，下层的圆环形上设置有多个螺纹孔，且所述多个螺纹孔与接头的上部的螺纹孔一一对应。

5.根据权利要求1所述的带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，其特征在于，上层的圆环形上设置有固定桶坯的螺纹孔。

6.根据权利要求1所述的带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，其特征在于，所述大花瓣模的侧面由第一内弧面、第一外弧面以及两个平行的第一侧面围合形成，所述小花瓣模的侧面由第二内弧面、第二外弧面以及两个垂直的第二侧面围合形成。

7.根据权利要求6所述的带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，其特征在于，第一内弧面和第二内弧面围合形成中空圆柱内侧面，第二内弧面和第二外弧面围合形成中空圆柱外侧面。

8.根据权利要求6所述的带交叉筋筒形件流动旋压成形模具，其特征在于，所述大花瓣模底部的定位部和小花瓣模底部的定位部围合形成环形凸块，所述环形凸块卡入所述定位台阶内。

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