CN220717479U - 一种规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及胀形机技术领域，具体提供一种规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，包括多个胀形模块单元，胀形模块单元上的一侧设置有成型面，在工作时，胀形模块单元的成型面能够逐渐靠近并抵接工件的内壁，从而将工件由内至外撑开，使得工件的外径和内径逐渐扩大。胀形模块单元于成型面的上端设置有第一让位结构，胀形模块单元于成型面的下端设置有第二让位结构；通过本结构的设计，工件内壁上下两端边缘处的毛刺或披峰能够对应的进入第一让位结构和第二让位结构中，避免了工件内壁上下两端边缘处的毛刺或披峰抵接胀形模块单元的成型面时，导致工件内壁表面在进行胀形工艺时发生翘曲变形。

Description

一种规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具

技术领域

本实用新型涉及胀形机技术领域，尤其涉及一种规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具。

背景技术

环形锻件产品作为装备制造业所必需的关键基础部件，被广泛应用于航空、航天、船舶、电力、石化以及其他机械等行业。在航空航天领域，环形锻造产品较多的应用在大型飞机、战斗机机身结构、飞机起落架系统、直升机结构、航空发动机中的环形件、机匣，运载火箭的整流罩、外壳、导弹外壳、环形连接件、装载环等多个关键构件中。

随着环形锻件制造技术的不断进步，环形锻件去黑皮余量越来越少，很多环形锻造在辗环机轧制后需要采用胀形机进行胀形工艺，从而达到环形锻件成形尺寸更精准、圆度更好的目的。在环形锻件胀形成形时采用的胀形机，需要根据环形锻件不同的成形尺寸设计不同尺寸的胀形模块。在传统的胀形模块设计中，通常胀形模块的的作用面与环形锻件内径型面完全一致。在前置的辗环工艺中，环形锻件经过辗环机轧制后，通常会在环形锻件的端面产生毛刺，该毛刺会使胀形模块的的作用面不能与锻件内径型面贴合，进而导致在进行胀形工艺时环形锻件的尺寸达不到使用需求。现有的环状锻件在进行胀形工艺时，为了消除毛刺对加工精度的影响，通常需要将锻件冷却并排除毛刺，然后再进行1火次加热后进行胀形成形。采用现有的胀形模块进行的胀形工艺，生产周期长，生产效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，减少了胀形工艺的火次数量，缩短了生产周期，提高了生产效率。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，包括N个胀形模块单元，其中N≥2；所述胀形模块单元上的一侧设置有成型面；所述胀形模块单元于所述成型面的上端设置有第一让位结构，所述胀形模块单元于所述成型面的下端设置有第二让位结构。

根据本实用新型的一个方面，所述第一让位结构设置有M个弧状的U型槽，其中，M≥1。

根据本实用新型的一个方面，所述第二让位结构为弧状的L型台阶。

根据本实用新型的一个方面，所述成型面包括第一工作面、第二工作面和第三工作面，所述第一让位结构设置在所述第一工作面上，所述第二让位结构设置在所述第三工作面上。

根据本实用新型的一个方面，当M≥2时，L≥S*W，其中，L为相邻的两个所述U型槽间的距离，W为所述U型槽的宽度，2≤S≤3。

根据本实用新型的一个方面，所述U型槽的侧壁上开设有余料收集槽。

根据本实用新型的一个方面，H≥K*h，H为所述胀形模块单元(100)的竖直高度，h为工件(200)的初始高度，1.02≤K≤1.10。

根据本实用新型的一个方面，W≥δ+T，W为所述U型槽的宽度，δ为工件竖直方向的最大变形量,T为工件的端面毛刺的最大有效宽度。

根据本实用新型的一个方面，胀形模块单元的数量为N为大于等于2的整数。

根据本实用新型的一个方面，N＝12。

根据本实用新型的方案，至少具有以下技术效果：

根据本实用新型的方案，胀形模具包括N个胀形模块单元，N个胀形模块单元拼接成筒状，工件套设在胀形模具上；胀形模块单元上的一侧设置有成型面，在工作时，胀形模块单元的成型面能够逐渐靠近并抵接工件的内壁，从而将工件由内至外撑开，使得工件的外径和内径逐渐扩大。在本实施例中，胀形模块单元于成型面的上端设置有第一让位结构，胀形模块单元于成型面的下端设置有第二让位结构；通过本结构的设计，工件内壁上下两端边缘处的毛刺或披峰能够对应的进入第一让位结构和第二让位结构中，避免了工件内壁上下两端边缘处的毛刺或披峰抵接胀形模块单元的成型面时，导致工件内壁表面在进行胀形工艺时发生翘曲变形；进一步地，取消了在进行辗环工艺后需要冷却工件、去除毛刺或披峰、进行一火次的回温等工序；极大地缩短了生产周期，提高了生产效率；除此之外，降低了一火次的回温工序，工件在进行辗环工艺和胀形工艺时，能够减少工件表面的氧化皮；降低工件的表面应力，从而使得工件的表面质量更好。

根据本实用新型的方案，第一让位结构至少设置有一个弧状的U型槽，弧形结构的U型槽能够将工件内壁上下两端边缘的毛刺或披峰完全收纳于U型槽中，在本实施例中，在仅设置一个U型槽时能够匹配高度特定的工件使用。在设置有多个U型槽时，多个U型槽时沿胀形模块单元的高度方向均匀地分布在胀形模块单元的上端，能够匹配高度不同的工件进行使用，降低了模具的制造成本，极大提高了胀形模块单元的实用性。

根据本实用新型的方案，第二让位结构设置为弧状的L型台阶的结构，能够避免工件表面的氧化皮沉积在第二让位结构中；同时，由于第二让位结构设置在胀形模块单元的下方，L型台阶的设计，能够避免工件内壁下端边缘的毛刺或披峰不能完全收纳于第二让位结构中。

根据本实用新型的方案，成型面包括第一工作面、第二工作面和第三工作面，且第一工作面和第三工作面处于相同的圆心半径上，第二工作面向外凸出于第一工作面和第三工作面，采用本结构的设计，能够控制工件上下两端面的局部精度，降低了胀形模块单元的加工难度，从而降低了生产成本。

根据本实用新型的方案，在第一工作面111在抵接工件200的内壁时，相邻的U型槽间的距离通过公式L≥S*W控制，确保第一工作面111和工件200的接触面积的比例，从而确保工件200在进行胀形工艺时，工件200的局部有效接触面积和镂空处的面积占比，进而保证工件200包括圆心度和整体尺寸质量。

根据本实用新型的方案，U型槽的侧壁上开设有余料收集槽，通过设置余料收集槽能够收集工件表面可能产生的氧化皮和其他杂质，避免氧化皮和其他杂质进入到工件内壁表面与胀形模块单元的成型面之间，导致出现表面质量问题和尺寸精度达不到要求。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型的一种剖视结构示意图；

图3为本实用新型的图2的A处的局部结构放大示意图；

图4为本实用新型的图2的B处的局部结构放大示意图；

图5为本实用新型上部的局部结构剖视示意图；

附图标记：

100-胀形模块单元，110-成型面，111-第一工作面，112-第二工作面，113-第三工作面，120-第一让位结构，121-余料收集槽，130-第二让位结构；

200-工件；

300-工作平台。

具体实施方式

现在将参照示例性实施例来论述本实用新型的内容。应当理解，论述的实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本实用新型的内容，而不是暗示对本实用新型的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。

图1示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具。如图1至图5所示，规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具包括N个胀形模块单元100，其中N≥2；在本实施例中，胀形模块单元100的数量至少设置为两个，两个胀形模块单元100能够实现最基础的胀形工艺，胀形模块单元100向外运动的过程中能够将工件200的内径向外撑大；胀形模块单元100的数量根据实际的使用需求设置，胀形模块单元100的数量越多，工件200的加工精度越高，相对地，胀形模块单元100的数量越少，模具的生产成本越低。在本实施例中，胀形模块单元100通常周向分布在工作平台300的表面，全部的胀形模块单元100能够同时地向外扩张或向内收缩，胀形模块单元100上的一侧设置有成型面110，在工作时，胀形模块单元100的成型面110能够逐渐靠近并抵接工件200的内壁，从而将工件200由内至外撑开，使得工件200的外径和内径逐渐扩大。在本实施例中，胀形模块单元100于成型面110的上端设置有第一让位结构120，胀形模块单元100于成型面110的下端设置有第二让位结构130；通过本结构的设计，工件200内壁上下两端边缘处的毛刺或披峰能够对应的进入第一让位结构120和第二让位结构130中，避免了工件200内壁上下两端边缘处的毛刺或披峰抵接胀形模块单元100的成型面110时，导致工件200内壁表面在进行胀形工艺时发生翘曲变形；进一步地，取消了在进行辗环工艺后需要冷却工件200、去除毛刺或披峰、进行一火次的回温等工序；极大地缩短了生产周期，提高了生产效率；除此之外，降低了一火次的回温工序，工件200在进行辗环工艺和胀形工艺时，能够减少工件200表面的氧化皮；降低工件200的表面应力，从而使得工件200的表面质量更好。

在本实用新型的一些实施例中，第一让位结构120设置有M个弧状的U型槽，其中，M≥1。在本实施例中，第一让位结构120至少设置有一个弧状的U型槽，弧形结构的U型槽能够将工件200内壁上下两端边缘的毛刺或披峰完全收纳于U型槽中，在本实施例中，在仅设置一个U型槽时能够匹配高度特定的工件200使用。在设置有多个U型槽时，如图5中所示的3个U型槽的结构，多个U型槽时沿胀形模块单元100的高度方向均匀地分布在胀形模块单元100的上端，能够匹配高度不同的工件200进行使用，降低了模具的制造成本，极大提高了胀形模块单元100的实用性。

在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，第二让位结构130为弧状的L型台阶。在本实施例中，胀形模块单元100通常周向分布在工作平台300的表面，全部的胀形模块单元100能够同时地向外扩张或向内收缩，在胀形模块单元100处于收缩状态时，将工件200由上方吊装放置在工作平台300上，并套放在胀形模块单元100的外周；在进行胀形工艺时，胀形模块单元100向外扩张逐渐抵接工件200的内壁。在本实施例中第二让位结构130设置为弧状的L型台阶的结构，能够避免工件200表面的氧化皮沉积在第二让位结构130中；同时，由于第二让位结构130设置在胀形模块单元100单元的下方，L型台阶的设计，能够确保工件200内壁下端边缘的毛刺或披峰能够收纳于第二让位结构130中。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，成型面110包括第一工作面111、第二工作面112和第三工作面113，第一让位结构120设置在第一工作面111上，第二让位结构130设置在第三工作面113上。本实施例加工的工件200为环状锻件，环状锻件上下两端附近的内壁尺寸尤为关键，在本实施例中，成型面110包括第一工作面111、第二工作面112和第三工作面113，且第一工作面111和第三工作面113处于相同的圆心半径上，采用本结构的设计，能够控制工件200上下两端面的局部精度，具体的，通过将成型面110区分为第一工作面111、第二工作面112和第三工作面113，对应每一个工作面使用不同的加工精度。从而降低了胀形模块单元100的加工难度，从而降低了生产成本。除此之外，第二工作面112向外凸出或向内凹陷于第一工作面111和第三工作面113，采用本结构的设计，能够通过胀形模块单元100的结构区别第一工作面111、第二工作面112和第三工作面113，的同时，第二工作面112采用凸出或凹陷的结构能够提高胀形工艺的稳定性。

在本实用新型的一些实施例中，成型面110包括第一工作面111、第二工作面112和第三工作面113，第一让位结构120设置在第一工作面111上，第二让位结构130设置在第三工作面113上,第一工作面111、第二工作面112和第三工作面113处于相同的圆心半径上。

在本实用新型的一些实施例中，如图2和图3所示，当M≥2时，L≥S*W，其中，L为相邻的两个U型槽间的距离，W为所述U型槽的宽度,2≤S≤3。在加工多个U型槽时，相邻的U型槽间的距离通过公式L≥S*W控制，本实施例中提到的U型槽间的距离为相邻的U型槽相互靠近的侧壁间的平均距离，在第一工作面111在抵接工件200的内壁时，确保第一工作面111和工件200的接触面积的比例，从而确保工件200在进行胀形工艺时，工件200的局部有效接触面积和镂空处的面积占比，进而保证工件200包括圆心度和整体尺寸质量。具体的，在进行胀形工艺时，第一工作面111通过抵接工件200的内壁同时施加作用力，由于第一让位结构120设置在第一工作面111上，且第一让位结构120为U型槽，因此，U型槽形成镂空，不参与工件200内壁的胀形变形。工件200的对应第一工作面111处的内壁，由于镂空结构会导致受力不均，在本实施例中通过控制第一工作面111和工件200的局部区域的接触面积的比例，避免工件200上端对应第一工作面111处的内壁产生的区域性的形变，从而克服U型槽带来影响。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，U型槽的侧壁上开设有余料收集槽121。通过设置余料收集槽121能够收集工件200表面可能产生的氧化皮和其他杂质，避免氧化皮和其他杂质进入到工件200内壁表面与胀形模块单元100的成型面110之间，导致出现表面质量问题和尺寸精度达不到要求。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，H≥K*h，H为所述胀形模块单元(100)的竖直高度，h为工件(200)的初始高度，1.02≤K≤1.10。在本实施例中，由于工件200在进行胀形工艺时，通过公式，H≥K*h，能够避免工件200的上端超出胀形模块单元100的上端边缘，从而确保工件200端部的加工质量。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，W≥δ+T，W为U型槽的宽度，δ为工件200竖直方向的最大变形量,T为工件200的端面毛刺的最大有效宽度。在本实施例中，通常情况下毛刺的截面为三角形或梯形，工件200的端面毛刺的最大有效宽度为毛刺根部的最大宽度；在本实施例中，由于工件200在进行胀形工艺时，工件200的整体高度会降低，进而产生竖直方向的变形量δ，从而，工件200上端的毛刺的高度也会随着工件200高度的降低而下降，为了避免毛刺在此过程中过度抵接U型槽的下端面，在本实施例中，通过控制U型槽的宽度W，从而确保在进行胀形工艺时，毛刺始终能够位于U型槽中。

在本实用新型的一些实施例中，胀形模块单元100的数量为N为大于等于2的整数。具体的，在本实施例中，胀形模块单元100周向分布在工作平台300上，胀形模块单元100的数量设置为偶数对，采用成对的胀形模块单元100在进行胀形工艺时，成对的胀形模块单元100能够对工件200施加平行的作用力，并且承受的反作用力能够相互抵消，从而提高了工件200的品质。

在本实用新型的一些实施例中，N＝12。胀形模块单元100的数量根据实际的使用需求设置，胀形模块单元100的数量越多，工件200的加工精度越高，相对地，胀形模块单元100的数量越少，模具的生产成本越低。在本实施例中胀形模块单元100的数量N设置为12。12个胀形模块单元100能够适应于不同轴径的工件200的加工，且工件200的加工品质高，整体的模具的生产成本低。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，其特征在于，包括N个胀形模块单元(100)，其中N≥2；所述胀形模块单元(100)上的一侧设置有成型面(110)；所述胀形模块单元(100)于所述成型面(110)的上端设置有第一让位结构(120)，所述胀形模块单元(100)于所述成型面(110)的下端设置有第二让位结构(130)。

2.根据权利要求1所述的规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，其特征在于，所述第一让位结构(120)设置有M个弧状的U型槽，其中，M≥1。

3.根据权利要求2所述的规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，其特征在于，所述第二让位结构(130)为弧状的L型台阶。

4.根据权利要求3所述的规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，其特征在于，所述成型面(110)包括第一工作面(111)、第二工作面(112)和第三工作面(113)，所述第一让位结构(120)设置在所述第一工作面(111)上，所述第二让位结构(130)设置在所述第三工作面(113)上。

5.根据权利要求4所述的规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，其特征在于，当M≥2时，L≥S*W，其中，L为相邻的两个所述U型槽间的距离，W为所述U型槽的宽度,2≤S≤3。

6.根据权利要求2所述的规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，其特征在于，所述U型槽的侧壁上开设有余料收集槽(121)。

7.根据权利要求1所述的规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，其特征在于，H≥K*h，H为所述胀形模块单元(100)的竖直高度，h为工件(200)的初始高度，1.02≤K≤1.10。

8.根据权利要求2所述的规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，其特征在于，W≥δ+T，W为所述U型槽的宽度，δ为工件(200)竖直方向的最大变形量,T为工件(200)的端面毛刺的最大有效宽度。

9.根据权利要求1所述的规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，其特征在于，胀形模块单元(100)的数量为N为大于等于2的整数。

10.根据权利要求1所述的规避环形锻件端面毛刺直接胀形的模具，其特征在于，N＝12。