CN208341466U - 一种薄壁球形零件的预成形模具 - Google Patents

一种薄壁球形零件的预成形模具 Download PDF

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李奎
惠小鹏
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Abstract

一种薄壁球形零件的预成形模具,由上模部分和下模部分组成,上模部分含有凸模和压边圈,该凸模是一个前端为半球形的筒形件,该半球形的直径与薄壁球形零件口部直径对应,下模部分含有模座、液室、垫圈和凹模,所述的液室是一个上端开口的密闭腔室,镶嵌在模座内,所述的凹模中心是一个通过凸模的圆孔,凹模覆盖在液室的顶部,圆孔与液室相通,凹模与液室壁之间密封,有一个与外界相通的充液接头与液室相连通,所述的垫圈是一个环形零件,通过螺栓与凹模固定。

Description

一种薄壁球形零件的预成形模具
技术领域
本申请涉及一种薄壁零件塑性成形方法,特别是一种球形零件的成形方法及成形模具。
背景技术
随着航空、航天、汽车等领域对轻量化、整体化的要求,大尺寸、难变形、薄壁类零件被广泛采用,同时给塑性成形制造技术带来了严峻的挑战。充液成形作为一种柔性成形技术,具有成形精度高、表面质量好、生产周期短以及适合成形复杂结构薄壁零件的特点,其应用范围趋于广泛。充液成形按材料类型可以分为板材充液成形和内高压胀形,其中板材充液成形又可分为主动式充液成形和被动式充液成形。被动式充液成形能够提高零件的成形极限,可以单次拉深深度较深的零件,内高压成形依靠液体压力的作用,将坯料贴合在模具型腔上,坯料受力均匀,回弹小,能够保证零件的成形精度。
球形零件由于其结构特点,难以采用传统的成形方法进行整体成形,往往是由半球形零件拼焊而成。半球形零件成形结束后由于回弹、切边等因素使得半球形零件配合成尺寸要求的球形零件较为困难,需要不断反复的调修,以保障焊接精度,降低了生产效率。同时,焊接过程中由于热效应的作用使得焊接后零件变形严重,造成修复困难、表面质量差、零件尺寸精度低等缺陷。由半球形零件焊接而成的球形零件在力学性能、气密性、抗疲劳等方面不如采用整体成形的球形零件。
发明内容
为了解决上述问题,本申请提供了一种薄壁球形零件的预成形模具。
所述的预成形模具由上模部分和下模部分组成,上模部分含有凸模和压边圈,该凸模是一个前端为半球形的筒形件,该半球形的直径与薄壁球形零件口部直径对应,下模部分含有模座、液室、垫圈和凹模,所述的液室是一个上端开口的密闭腔室,镶嵌在模座内,所述的凹模中心是一个通过凸模的圆孔,凹模覆盖在液室的顶部,圆孔与液室相通,凹模与液室壁之间密封,有一个与外界相通的充液接头与液室相连通,所述的垫圈是一个环形零件,通过螺栓与凹模固定。
在零件预成形阶段,预成形模具置于机床上,将板料置于凹模的表面用压边圈压紧,通过充液接头向液室充入液体,在机床的作用下,凸模将板料压入凹模内,板料在液室内的液压作用下紧贴在凸模的表面,形成零件的预成形状态,球底筒形件。
本申请的优点在于:零件的预成形模具采用被动式充液成形能够一次成形出拉深深度较深的球底筒形件,能够显著的提高零件表面质量,获得壁厚减薄均匀,直壁无起皱的零件;可以在球底筒形件的基础上采用内高压胀形可以获得整体性较好的球形件,减少了焊接量,消除了由焊接引起的成形缺陷,提高了零件的机械性能,减少了中间装配过程的工作量,提高了生产效率。
附图说明
图1为球形零件示意图。
图2为预成形模具上模部分结构图。
图3为预成形模具下模部分结构图。
图4为预成形模具剖面结构图。
图中编号说明:1凸模、2压边圈、3垫圈、4导板、5模座、6液室、7充液接头、8凹模、9球形零件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明一种薄壁球形零件的成形方法及其辅助装置进行详细说明。
图1是一个球形零件9,传统的成形方法需要成形两个半球再拼接成球形零件。存在成形工艺复杂,表面质量不高的缺点。
本申请人提出了一种薄壁球形零件的成形方法及其辅助成形模具。该成形方法包括预成形与终成形两部分,首先通过被动式充液成形技术成形出直壁的球底筒形件,经过去应力退火之后,将预成形的球底筒形件放入内高压胀形模具中,最终胀形出球形零件9。
如图所示,用于预成形的被动式充液成形模具。所述的预成形模具由上模部分和下模部分组成,上模部分含有凸模1和压边圈2,该凸模1是一个前端为半球形的筒形件,该半球形的直径与薄壁球形零件17口部直径对应,下模部分含有模座5、液室6、垫圈3和凹模8,所述的液室6是一个上端开口的密闭腔室,镶嵌在模座5内,所述的凹模8中心是一个通过凸模1的圆孔,凹模8覆盖在液室的顶部,圆孔与液室相通,凹模8与液室壁之间密封,有一个与外界相通的充液接头7与液室6相连通,所述的垫圈3是一个环形零件,通过螺栓与凹模8固定。垫圈3用于调节压边圈2与凹模8之间的间隙,同时垫圈3下表面设置有凹槽,用于释放液室6中经过板料与凹模8之间溢流出的液体。
在球形零件的预成形时,模座5通过压板固定在机床工作台上,液室6通过过盈配合固定在模座5内,板料通过定位销放置在凹模8上表面用压边圈2压紧,导板4固定在压边圈2上,用于拉深过程中压边圈2与模座5之间的导向,通过充液接头7向液室6充入液体,在机床的作用下,凸模1将板料压入凹模8内,板料在液室内的液压作用下紧贴在凸模的表面,形成球底筒形件15。凸模1与压边圈2之间的导向通过间隙配合来实现。充液接头7连接高压源与液室6,通过比例伺服阀实时调节液室内的液体压力。
实施中,液室6为通用型液室,当成形不同尺寸的球底筒形件时只需更换通过螺栓连接在模座5上的凹模8、压边圈2及与凸模1,降低了模具成本。

Claims (1)

1.一种薄壁球形零件的预成形模具,其特征在于:所述的预成形模具由上模部分和下模部分组成,上模部分含有凸模和压边圈,该凸模是一个前端为半球形的筒形件,该半球形的直径与薄壁球形零件口部直径对应,下模部分含有模座、液室、垫圈和凹模,所述的液室是一个上端开口的密闭腔室,镶嵌在模座内,所述的凹模中心是一个通过凸模的圆孔,凹模覆盖在液室的顶部,圆孔与液室相通,凹模与液室壁之间密封,有一个与外界相通的充液接头与液室相连通,所述的垫圈是一个环形零件,通过螺栓与凹模固定。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108723160A (zh) * 2018-06-22 2018-11-02 西安飞机工业(集团)有限责任公司 一种薄壁球形零件的成形方法及成形模具

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