一種0Cr17Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的側(cè)壁翻邊模具的制作方法
【專利摘要】一種0Cr17Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的側(cè)壁翻邊模具,屬于0Cr17Ni4Cu4Nb材料成型【技術(shù)領(lǐng)域】,特別是涉及一種0Cr17Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的側(cè)壁翻邊模具。本發(fā)明解決了該類零件無(wú)法整體成型、必須分體成型后焊接的難題;零件抗疲勞能力大幅度提高。本發(fā)明成型方法具體步驟如下:采用板材作為原始毛坯;將原始毛坯制備成筒形毛坯;對(duì)筒形毛坯的底部和側(cè)壁進(jìn)行預(yù)脹形;在筒形毛坯的底部開(kāi)孔,在筒形毛坯的側(cè)壁中部開(kāi)孔;對(duì)毛坯底部進(jìn)行翻邊;采用側(cè)壁翻邊模具對(duì)毛坯的側(cè)壁進(jìn)行翻邊;去除余量;所述側(cè)壁翻邊模具,包括模芯、陽(yáng)模組、陰模、定位套、導(dǎo)向套、外套及下模板。
【專利說(shuō)明】—種OCr 1 7N i 4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的側(cè)壁翻邊模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于0Crl7Ni4Cu4Nb材料成型【技術(shù)領(lǐng)域】,特別是涉及一種0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的側(cè)壁翻邊模具。
【背景技術(shù)】
[0002]0Crl7Ni4Cu4Nb材料是一種常溫下塑性很差的不銹鋼材料,成型的難度較大,多通管件為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的階梯筒形件,其大端直徑小于100mm,側(cè)壁帶有直徑為20?30mm的多處翻邊,由于0Crl7Ni4Cu4Nb材料在常溫下延伸率只有10%左右,因此,采用0Crl7Ni4Cu4Nb材料的多通管件成型難度很大,現(xiàn)有技術(shù)一般采用分體成型后焊接的方法,焊后變形大,翻邊不圓,對(duì)后續(xù)組件使用影響很大,并且影響焊接質(zhì)量和使用安全性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,本發(fā)明提供一種0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的側(cè)壁翻邊模具,該成型方法及采用的側(cè)壁翻邊模具解決了該類零件無(wú)法整體成型、必須分體成型后焊接的難題;加工精度提高一個(gè)數(shù)量級(jí),加工效率提高一倍,減少了現(xiàn)有方法中不可避免的焊縫,零件抗疲勞能力大幅度提高。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法,具體步驟如下所示:
[0005]步驟一:采用板材作為原始毛還;
[0006]步驟二:將原始毛坯制備成筒形毛坯;
[0007]步驟三:對(duì)筒形毛坯的底部和側(cè)壁進(jìn)行預(yù)脹形;
[0008]步驟四:在筒形毛坯的底部開(kāi)孔,在筒形毛坯的側(cè)壁中部開(kāi)有若干個(gè)均勻分布的孔;
[0009]步驟五:對(duì)毛坯底部進(jìn)行翻邊;
[0010]步驟六:采用側(cè)壁翻邊模具對(duì)毛坯的側(cè)壁進(jìn)行翻邊,形成多通管件半成品;
[0011]步驟七:將多通管件半成品去除余量,得到最終成品。
[0012]所述側(cè)壁翻邊模具,包括模芯、陽(yáng)模組、陰模、定位套、導(dǎo)向套、外套及下模板,在下模板上設(shè)置有頂出孔,外套固定在下模板的頂部,模芯由壓板和芯體組成,壓板設(shè)置在外套的頂部,在外套內(nèi)的下模板的頂部設(shè)置有定位套,陽(yáng)模組、導(dǎo)向套及陰模設(shè)置在定位套內(nèi),在陰模上設(shè)置有第一凹槽,第一凹槽的型面與多通管件的外型面相對(duì)應(yīng),導(dǎo)向套設(shè)置在陰模的第一凹槽內(nèi),在導(dǎo)向套的側(cè)壁上設(shè)置有若干個(gè)導(dǎo)向孔,所述導(dǎo)向孔和第一凹槽的與多通管件的側(cè)壁孔相對(duì)應(yīng)的孔一一對(duì)應(yīng),陽(yáng)模組由若干個(gè)相同結(jié)構(gòu)的陽(yáng)模組成,且若干個(gè)陽(yáng)模的內(nèi)側(cè)壁形成內(nèi)錐面,每個(gè)陽(yáng)模的外端均穿過(guò)導(dǎo)向套的導(dǎo)向孔、設(shè)置在第一凹槽與多通管件的側(cè)壁孔相對(duì)應(yīng)的孔內(nèi),所述模芯的芯體為倒錐體結(jié)構(gòu),在導(dǎo)向套的中部設(shè)置有與導(dǎo)向孔相連通的第二凹槽,芯體的底端穿過(guò)陽(yáng)模組設(shè)置在第二凹槽的底部,若干個(gè)陽(yáng)模的內(nèi)側(cè)壁與芯體的外側(cè)壁相接觸。
[0013]所述陰模設(shè)置為以多通管件側(cè)壁孔的中心所在水平面為分型面的分體結(jié)構(gòu)。
[0014]在所述定位套內(nèi)、位于定位套與下模板之間設(shè)置有頂出塊。
[0015]所述定位套設(shè)置為沿軸線對(duì)稱的分體結(jié)構(gòu)。
[0016]在所述陽(yáng)模組的每個(gè)陽(yáng)模底部均設(shè)置有凸起,在所述導(dǎo)向套的導(dǎo)向孔底部設(shè)置有定位槽,所述凸起設(shè)置在定位槽內(nèi)。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]本發(fā)明通過(guò)多次拉深制備了帶臺(tái)階的筒形毛坯,通過(guò)側(cè)壁翻邊模具實(shí)現(xiàn)了0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件的整體成型;加工的產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)圖紙要求,達(dá)到了國(guó)外同類零件的制造水平。
[0019]本發(fā)明適用于特定的0Crl7Ni4Cu4Nb等難成型不銹鋼材料,解決了小直徑多通管件無(wú)法實(shí)現(xiàn)整體成型的難題,立足于常規(guī)成型工藝方法的合理組合,解決了多通管件分體成型不可避免的精度差、焊后變形大及不能滿足使用要求等問(wèn)題,提高多通管件的互換性和使用壽命。
[0020]本發(fā)明已成功應(yīng)用于某航空發(fā)動(dòng)機(jī)接口套圈的批量生產(chǎn)中,使用效果很好;近年來(lái),由于0Crl7Ni4Cu4Nb材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中開(kāi)始逐步擴(kuò)大使用,本發(fā)明對(duì)采用同類材料的其它零件的研制具有指導(dǎo)和借鑒意義;隨著0Crl7Ni4Cu4Nb材料鈑金成型件在航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件中應(yīng)用量的不斷增加,本發(fā)明的指導(dǎo)意義更加突出,將為該材料的推廣應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為原始毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022]圖2為筒形毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0023]圖3為預(yù)脹形后的筒形毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0024]圖4為圖3的俯視圖;
[0025]圖5為開(kāi)孔后的毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0026]圖6為底部翻邊后的毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0027]圖7為多通管件半成品的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0028]圖8為多通管件成品的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0029]圖9為本發(fā)明的側(cè)壁翻邊模具的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0030]圖10為本發(fā)明的側(cè)壁翻邊模具的導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0031]圖11為圖10的剖視圖;
[0032]圖12為本發(fā)明的側(cè)壁翻邊模具的陰模的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0033]圖13為本發(fā)明的側(cè)壁翻邊模具陽(yáng)模組的一個(gè)陽(yáng)模的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0034]圖14為圖13的側(cè)視圖;
[0035]圖15為圖13的俯視圖;
[0036]圖中,I—模芯,11—壓板,12—芯體,2—導(dǎo)向銷,3—陽(yáng)模組,31—陽(yáng)模,32—內(nèi)錐面,33—凸起,34—直筒面,4—導(dǎo)向套,41—第二凹槽,42—導(dǎo)向孔,43—定位槽,5—陰模,51 —第一凹槽,6—定位套,7—外套,8—頂出塊,9—螺釘,I O—下模板,1I —頂出孔。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0038]如圖1?15所示,一種0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法,具體步驟如下所示:
[0039]步驟一:采用圓形板材作為原始毛坯,原始毛坯的結(jié)構(gòu)如圖1所示;
[0040]步驟二:制備筒形毛坯:將原始毛坯采用多次拉深工藝方法制備成帶臺(tái)階的筒形毛坯,在筒形毛坯的開(kāi)口處形成法蘭邊,筒形毛坯的結(jié)構(gòu)如圖2所示;
[0041]步驟三:去除筒形毛坯的法蘭邊,為保證筒形毛坯翻邊能夠?qū)崿F(xiàn)并達(dá)到設(shè)計(jì)要求,在翻邊前采用軟陽(yáng)模成型方式對(duì)筒形毛坯的底部和側(cè)壁進(jìn)行預(yù)脹形,目的在于預(yù)先將主體材料向待翻邊部位流動(dòng)補(bǔ)充,補(bǔ)償部分翻邊量,避免翻邊時(shí)因達(dá)到材料成型極限而破裂;預(yù)脹形后的筒形毛坯的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示;
[0042]步驟四:在筒形毛坯的底部開(kāi)孔,在筒形毛坯的側(cè)壁中部開(kāi)有若干個(gè)均勻分布的孔,開(kāi)孔目的是為后續(xù)翻邊做準(zhǔn)備,對(duì)開(kāi)孔后的孔邊緣進(jìn)行尖邊磨圓,目的是減小應(yīng)力集中,提高翻邊極限,開(kāi)孔后的毛坯的結(jié)構(gòu)如圖5所示;
[0043]步驟五:對(duì)毛坯底部進(jìn)行翻邊,目的是為使用側(cè)壁翻邊模具做準(zhǔn)備,底部翻邊后的毛坯的結(jié)構(gòu)如圖6所示;
[0044]步驟六:采用側(cè)壁翻邊模具對(duì)毛坯的側(cè)壁進(jìn)行翻邊,翻邊后的側(cè)壁厚度符合一般公差要求,翻邊后的多通管件半成品的結(jié)構(gòu)如圖7所示;
[0045]步驟七:將多通管件半成品去除余量,得到最終成品,該成品尺寸符合設(shè)計(jì)圖樣要求,多通管件成品的結(jié)構(gòu)如圖8所示。
[0046]所述側(cè)壁翻邊模具,包括模芯1、陽(yáng)模組3、導(dǎo)向套4、陰模5、定位套6、外套7及下模板10,在下模板10上設(shè)置有頂出孔101,使液壓機(jī)頂桿通過(guò)頂出孔101將頂出力作用于外套7上,外套7通過(guò)螺釘9固定在下模板10的頂部,外套7用于包裹定位套6,使其在翻邊過(guò)程中不會(huì)因受力而張開(kāi);模芯I由壓板11和芯體12組成,模芯I用于將液壓機(jī)垂直向下的力轉(zhuǎn)為陽(yáng)模組3脹形的水平力,壓板11設(shè)置在外套7的頂部,在外套7內(nèi)的下模板10的頂部設(shè)置有定位套6,定位套6為頂部開(kāi)口的帶底筒體,陽(yáng)模組3、導(dǎo)向套4及陰模5設(shè)置在定位套6內(nèi),陰模5通過(guò)定位套6保持其軸向定位,陰模5用于控制翻邊直徑,在陰模5上設(shè)置有第一凹槽51,第一凹槽51的型面與多通管件的外型面相對(duì)應(yīng),導(dǎo)向套4設(shè)置在陰模5的第一凹槽51內(nèi),在導(dǎo)向套4的側(cè)壁上設(shè)置有五個(gè)導(dǎo)向孔42,所述導(dǎo)向孔42和第一凹槽51的與多通管件的側(cè)壁孔相對(duì)應(yīng)的孔一一對(duì)應(yīng),導(dǎo)向套4用于限制陽(yáng)模組3向下運(yùn)動(dòng);陽(yáng)模組3由五個(gè)相同結(jié)構(gòu)的陽(yáng)模31組成,為了給模芯I的芯體12預(yù)留移動(dòng)空間,五個(gè)陽(yáng)模31的內(nèi)側(cè)壁的上部形成內(nèi)錐面32,內(nèi)側(cè)壁的下部形成直筒面34,每個(gè)陽(yáng)模31的外端均穿過(guò)導(dǎo)向套4的導(dǎo)向孔42、設(shè)置在第一凹槽51與多通管件的側(cè)壁孔相對(duì)應(yīng)的孔內(nèi),陽(yáng)模組3用于對(duì)毛坯側(cè)壁進(jìn)行翻邊,所述模芯I的芯體12為倒錐體結(jié)構(gòu),在導(dǎo)向套4的中部設(shè)置有與導(dǎo)向孔42相連通的第二凹槽41,芯體12的底端穿過(guò)陽(yáng)模組3設(shè)置在第二凹槽41的底部,五個(gè)陽(yáng)模31的內(nèi)側(cè)壁的上部與芯體12的外側(cè)壁相接觸,芯體12能夠沿著陽(yáng)模31的內(nèi)側(cè)壁的上部上下移動(dòng),且在下移時(shí)推動(dòng)陽(yáng)模組3向外水平移動(dòng)。
[0047]為保證翻邊后的零件能取出,所述陰模5設(shè)置為以多通管件側(cè)壁孔的中心所在水平面為分型面的分體結(jié)構(gòu),且分體結(jié)構(gòu)之間通過(guò)導(dǎo)向銷2相連接,防止分體結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生周向相對(duì)位置的移動(dòng)。
[0048]在所述定位套6內(nèi)、位于定位套6與下模板10之間設(shè)置有頂出塊8,頂出塊8通過(guò)液壓機(jī)頂桿頂起,將陽(yáng)模組3、導(dǎo)向套4、陰模5及定位套6從外套7中頂出,用于翻邊后取件。
[0049]為保證陽(yáng)模組3、導(dǎo)向套4及陰模5能夠從定位套6內(nèi)取出,所述定位套6設(shè)置為沿軸線對(duì)稱的分體結(jié)構(gòu)。
[0050]為防止陽(yáng)模組3在水平方向旋轉(zhuǎn),在所述陽(yáng)模組3的每個(gè)陽(yáng)模31底部均設(shè)置有凸起33,在所述導(dǎo)向套4的導(dǎo)向孔42底部設(shè)置有定位槽43,所述凸起33設(shè)置在定位槽43內(nèi)。
[0051]步驟六中所述采用側(cè)壁翻邊模具對(duì)毛坯的側(cè)壁進(jìn)行翻邊,具體操作過(guò)程如下:
[0052]步驟A:將側(cè)壁翻邊模具的模芯I的壓板11固定到液壓機(jī)的上滑塊上,下模板10固定到液壓機(jī)的下平臺(tái)上,下模板10的頂出孔101與液壓機(jī)的頂出孔相對(duì)應(yīng),液壓機(jī)的上滑塊上升,帶動(dòng)模芯I 一同上升、與其下方的部件分離,此時(shí)側(cè)壁翻邊模具處于打開(kāi)狀態(tài);
[0053]步驟B:液壓機(jī)頂桿上升,推動(dòng)頂出塊8,進(jìn)而將陽(yáng)模組3、導(dǎo)向套4、陰模5及定位套6從外套7中頂出,分別打開(kāi)定位套6、陰模5,將陽(yáng)模組3安裝在導(dǎo)向套4的導(dǎo)向孔42內(nèi),且陽(yáng)模組3的外端設(shè)置在導(dǎo)向套4的導(dǎo)向孔42的內(nèi)部;
[0054]步驟C:將底部翻邊后的毛坯套在導(dǎo)向套4的外側(cè)壁上,且毛坯的側(cè)壁孔與陽(yáng)模組3相對(duì)應(yīng),在裝有導(dǎo)向套4和陽(yáng)模組3的毛坯放入陰模5內(nèi),然后將陰模5放置在定位套6內(nèi);
[0055]步驟D:、將定位套6放置在外套7內(nèi)、頂出塊8上,液壓機(jī)頂桿回落,使定位套6和頂出塊8回落到下模板10上;
[0056]步驟E:液壓機(jī)的上滑塊下落,帶動(dòng)模芯I下落,通過(guò)模芯I的芯體12推動(dòng)陽(yáng)模組3沿水平方向向外移動(dòng),對(duì)毛坯的側(cè)壁進(jìn)行翻邊;
[0057]步驟F:重復(fù)操作步驟A,取出多通管件半成品。
【權(quán)利要求】
1.一種0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法,其特征在于具體步驟如下所示: 步驟一:采用板材作為原始毛坯; 步驟二:將原始毛坯制備成筒形毛坯; 步驟三:對(duì)筒形毛坯的底部和側(cè)壁進(jìn)行預(yù)脹形; 步驟四:在筒形毛坯的底部開(kāi)孔,在筒形毛坯的側(cè)壁中部開(kāi)有若干個(gè)均勻分布的孔; 步驟五:對(duì)毛坯底部進(jìn)行翻邊; 步驟六:采用側(cè)壁翻邊模具對(duì)毛坯的側(cè)壁進(jìn)行翻邊,形成多通管件半成品; 步驟七:將多通管件半成品去除余量,得到最終成品。
2.權(quán)利要求1所述的0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法采用的側(cè)壁翻邊模具,其特征在于所述側(cè)壁翻邊模具,包括模芯、陽(yáng)模組、陰模、定位套、導(dǎo)向套、外套及下模板,在下模板上設(shè)置有頂出孔,外套固定在下模板的頂部,模芯由壓板和芯體組成,壓板設(shè)置在外套的頂部,在外套內(nèi)的下模板的頂部設(shè)置有定位套,陽(yáng)模組、導(dǎo)向套及陰模設(shè)置在定位套內(nèi),在陰模上設(shè)置有第一凹槽,第一凹槽的型面與多通管件的外型面相對(duì)應(yīng),導(dǎo)向套設(shè)置在陰模的第一凹槽內(nèi),在導(dǎo)向套的側(cè)壁上設(shè)置有若干個(gè)導(dǎo)向孔,所述導(dǎo)向孔和第一凹槽的與多通管件的側(cè)壁孔相對(duì)應(yīng)的孔一一對(duì)應(yīng),陽(yáng)模組由若干個(gè)相同結(jié)構(gòu)的陽(yáng)模組成,且若干個(gè)陽(yáng)模的內(nèi)側(cè)壁形成內(nèi)錐面,每個(gè)陽(yáng)模的外端均穿過(guò)導(dǎo)向套的導(dǎo)向孔、設(shè)置在第一凹槽與多通管件的側(cè)壁孔相對(duì)應(yīng)的孔內(nèi),所述模芯的芯體為倒錐體結(jié)構(gòu),在導(dǎo)向套的中部設(shè)置有與導(dǎo)向孔相連通的第二凹槽,芯體的底端穿過(guò)陽(yáng)模組設(shè)置在第二凹槽的底部,若干個(gè)陽(yáng)模的內(nèi)側(cè)壁與芯體的外側(cè)壁相接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)壁翻邊模具,其特征在于所述陰模設(shè)置為以多通管件側(cè)壁孔的中心所在水平面為分型面的分體結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)壁翻邊模具,其特征在于在所述定位套內(nèi)、位于定位套與下模板之間設(shè)置有頂出塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)壁翻邊模具,其特征在于所述定位套設(shè)置為沿軸線對(duì)稱的分體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)壁翻邊模具,其特征在于在所述陽(yáng)模組的每個(gè)陽(yáng)模底部均設(shè)置有凸起,在所述導(dǎo)向套的導(dǎo)向孔底部設(shè)置有定位槽,所述凸起設(shè)置在定位槽內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B21D35/00GK104353735SQ201410632117
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】段新民, 徐志強(qiáng), 王立成, 邵天巍, 呂義郎 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司