專利名稱：一種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模及成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)鍛造成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的工藝技術(shù)方法，具體是一種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模及成形方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高端技術(shù)裝備的零部件生產(chǎn)對(duì)材料成形的要求越來(lái)越高。在航空航天和兵器工業(yè)領(lǐng)域，回轉(zhuǎn)體薄壁復(fù)雜件被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)罩、整體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件、人造衛(wèi)星等，為提高回轉(zhuǎn)體薄壁復(fù)雜件的使用強(qiáng)度和服役壽命，通常在其內(nèi)壁成形一種環(huán)形加強(qiáng)筋，這種加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)大大提高了回轉(zhuǎn)體薄壁復(fù)雜件的質(zhì)量水平，然而，由于當(dāng)前成形設(shè)備及技術(shù)條件的制約，在成形該回轉(zhuǎn)體薄壁復(fù)雜件的內(nèi)部加強(qiáng) 筋時(shí)存在成形模具難以順利脫出的問題?；诨剞D(zhuǎn)體薄壁件內(nèi)壁形狀的成形技術(shù)的相關(guān)研究，目前公開號(hào)CN1431061的發(fā)明提出了一種內(nèi)螺紋套筒的熱擠壓成形方法，該方法將帶有螺紋的芯模插入套筒內(nèi)，通過擠壓套筒外部制備出套筒的內(nèi)螺紋，這種加工方法的加工速度較快，節(jié)省原料，能耗較低；公開號(hào)CN101284297的發(fā)明提供了一種加工內(nèi)螺紋鋁管的方法及裝置，該方法同樣將帶有螺紋的芯頭插入鋁管內(nèi)，在管外通過旋轉(zhuǎn)擠壓從而在鋁管內(nèi)壁上連續(xù)加工出螺紋；公開號(hào)CN101712062A的發(fā)明提出了一種由組合凸模、組合凹模和工件頂出部分組成的加工裝置，生產(chǎn)出了內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線花鍵，該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是大大提高了原有工藝的材料利用率和生產(chǎn)效率，而且其精密成形模具的壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品零件質(zhì)量高；實(shí)用新型專利CN2439344提供了一種內(nèi)花鍵冷擠成形模具，采用該模具成形后的內(nèi)花鍵表現(xiàn)出成本低、效率高、齒強(qiáng)度高、齒面光潔度高等特點(diǎn)，并且通過該實(shí)用新型可加工盲孔的內(nèi)花鍵；實(shí)用新型專利CN2460237提供了一種內(nèi)外圓斜齒輪的冷溫?cái)D壓成形模具，實(shí)現(xiàn)了用擠壓成形方法加工內(nèi)外圓斜齒輪，利用軸承結(jié)構(gòu)解決了成形過程中毛坯與凸模之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、加工成本低，并且齒輪使用壽命長(zhǎng)；實(shí)用新型專利CN201020484提出了一種成形深孔內(nèi)花鍵的精密模具，所述模具主要由上組合凸模、花鍵芯桿和下組合凹模組成，利用凸模將坯料和芯桿同時(shí)壓入擠壓模成形出內(nèi)花鍵；公開號(hào)CN101497099的發(fā)明提出了一種帶橫向內(nèi)加強(qiáng)筋構(gòu)件的旋壓成形芯模，該發(fā)明主要優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)計(jì)采用了橫縱組合分瓣方案，有效解決了帶橫向內(nèi)加強(qiáng)筋大型薄壁復(fù)雜構(gòu)件成形中難于脫模的不足，從而滿足構(gòu)件制造快速、高效的要求。從以上相關(guān)發(fā)明中可以看出，總的來(lái)說帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件的成形方法有鑄造，擠壓和旋轉(zhuǎn)鍛壓(旋鍛和旋壓)三種，其中鑄造方法成形后的零件強(qiáng)度低，韌性差，使用范圍較小；擠壓方法的成形速度快，生產(chǎn)率較高，但生產(chǎn)出的零部件表面強(qiáng)度較低，需要表面滲氮、滲硼等強(qiáng)化處理，且所用成形模具的壽命較低；相比之下，旋轉(zhuǎn)鍛壓的方法不僅成形速度快，而且保證構(gòu)件生產(chǎn)過程中的強(qiáng)韌度要求，成形構(gòu)件的內(nèi)部流線分布與其外部輪廓相近，從而使得構(gòu)件的抗沖擊性能較好，綜合質(zhì)量高，因此成為制備帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件的主要選用工藝方法。上述三種帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件的成形方法均采用芯模來(lái)完成內(nèi)加強(qiáng)筋的成形，對(duì)于同內(nèi)徑，不同內(nèi)加強(qiáng)筋形狀的回轉(zhuǎn)體薄壁件，成形時(shí)需要重新加工芯模。然而，在實(shí)際應(yīng)用旋轉(zhuǎn)鍛壓方法成型帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件時(shí)，內(nèi)加強(qiáng)筋處的脫模問題成為主要遇到的工藝難點(diǎn)；因此對(duì)于帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件，如何簡(jiǎn)便的脫模成為當(dāng)前亟需解決的問題。綜上，基于旋轉(zhuǎn)鍛壓方法的特點(diǎn)，為解決帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件在成形過程中出現(xiàn)的內(nèi)加強(qiáng)筋難以脫模的問題，本發(fā)明基于旋鍛方法設(shè)計(jì)了成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模及成形方法，以滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種成形帶 環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模及成形方法，用于在徑向精鍛機(jī)上成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案為所述一種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于包括基模、形模和固定銷；基模由基模主體和拔模端組成；基模主體為圓柱體，基模主體的外表面沿軸向開有多個(gè)貫通的燕尾凹槽，燕尾凹槽沿基模主體周向均勻分布，燕尾凹槽的底面為沿基模主體周向的圓弧面；燕尾凹槽一側(cè)槽壁上開有沿基模主體周向的定位槽，定位槽沿基模主體徑向的截面形狀也為燕尾型，定位槽槽深與燕尾凹槽槽深相同，定位槽底面也為沿基模主體周向的圓弧面；拔模端為基模主體兩端的圓柱體，拔模端與基模主體同軸；形模整體為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，將形模均勻分割成多個(gè)形狀相同的分模，分模為扇形圓環(huán)結(jié)構(gòu)，分模個(gè)數(shù)與燕尾凹槽個(gè)數(shù)相同；單個(gè)分模的軸向長(zhǎng)度與基模主體軸向長(zhǎng)度相同；分模外側(cè)弧面為成形面，成形面直徑等于待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的內(nèi)徑，在成形面上有沿成形面周向的弧形凹槽，弧形凹槽用于成形環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋；分模內(nèi)側(cè)弧面直徑等于基模主體外表面的直徑，在分模內(nèi)側(cè)弧面上分布有燕尾榫頭，燕尾榫頭位置與定位槽位置對(duì)應(yīng)，燕尾榫頭個(gè)數(shù)與定位槽個(gè)數(shù)相同，燕尾榫頭中垂直于形模軸線的截面形狀與燕尾凹槽垂直于基模主體軸線的截面形狀相同，燕尾榫頭沿形模徑向的截面形狀與定位槽沿基模主體徑向的截面形狀相同；固定銷為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，其一端臂的截面形狀與燕尾凹槽垂直于基模主體軸線的截面形狀相同。所述一種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于基模主體直徑為待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件內(nèi)徑的7(T85%，基模主體軸向長(zhǎng)度為待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件軸向長(zhǎng)度的 I. f I. 3 倍。所述一種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于燕尾凹槽的頂寬為基模主體直徑的10 15%，燕尾凹槽槽深為燕尾凹槽頂寬的45 55%。所述一種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于定位槽的頂寬為基模主體軸向長(zhǎng)度的4 8%，定位槽的槽底寬為槽頂寬的I. 176 1.364倍，定位槽底面所對(duì)應(yīng)的圓心角為13° 23. 4°。所述一種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于拔模端直徑為基模主體直徑的50 65%，軸向長(zhǎng)度為基模主體軸向長(zhǎng)度的20 30%。所述一種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于形模厚度為弧形凹槽深度的2 4倍。一種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的成形方法，其特征在于包括以下步驟步驟I :將基模固定，然后依次將分模沿軸向裝配到基模上的燕尾凹槽中，分模在基模上組成形模；固定形模，并轉(zhuǎn)動(dòng)基模，使形模上的燕尾榫頭轉(zhuǎn)入基模上的定位槽中；再將固定銷插入燕尾凹槽中，將基模與形模固定，裝配完成芯模；
步驟2 :利用步驟I裝配的芯模，采用旋轉(zhuǎn)鍛造方法加工帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件；步驟3 :步驟2中帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件加工完成后，依次卸下固定銷；而后固定形模，并轉(zhuǎn)動(dòng)基模，使形模上的燕尾榫頭轉(zhuǎn)出定位槽，并進(jìn)入燕尾凹槽內(nèi)；再夾緊拔模端，沿軸向?qū)⒒Ｈ〕?，剩余的形模從成形件上取下，完成脫模過程。有益效果本發(fā)明主要涉及旋鍛工藝中成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件的組合芯模及成形方法，采用了組合芯模的方式解決了回轉(zhuǎn)體薄壁件內(nèi)加強(qiáng)筋的成形過程中脫模難的問題?；Ｑ辔舶疾凵系亩ㄎ徊勰軌蛴行Х乐剐文５囊苿?dòng)，提高回轉(zhuǎn)體薄壁件內(nèi)加強(qiáng)筋的成形精度。芯模的基模、形模和固定銷按照各自強(qiáng)度要求可采用不同金屬材料；對(duì)于成形內(nèi)徑尺寸相同、內(nèi)加強(qiáng)筋形狀不同的回轉(zhuǎn)體薄壁件只需更換形模即可，大大降低了模具的成本。通過上述步驟，帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件難于脫模的問題就得到了解決，且成形件脫模后保證型面質(zhì)量高，無(wú)附加變形。在帶有復(fù)雜內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件的旋鍛過程中，采用本發(fā)明可直接成形出內(nèi)加強(qiáng)筋形狀，成形后的回轉(zhuǎn)體薄壁件內(nèi)部材料流線與內(nèi)加強(qiáng)筋形狀近于平行，從而顯著提高了回轉(zhuǎn)體薄壁件在徑向的強(qiáng)度和抗沖擊性能。本發(fā)明能夠應(yīng)用到成形上述帶內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件的工業(yè)應(yīng)用中，具有較高的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。


圖I :帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件示意圖；圖2 :基I旲不意圖；圖3 :分模示意圖；圖4 :分模剖視圖；圖5:固定銷示意圖；圖6 芯模組裝后的裝配示意圖；圖7 :基模中沿不含定位槽的部分的橫截面圖；圖8 :基模沿帶有定位槽的部位的軸向截面圖；其中1.環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋2.基模主體3.拔模端4.燕尾凹槽5.定位槽6.成形面7.弧形凹槽8.燕尾榫頭9.基模10.形模11.固定銷。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明實(shí)施例一本實(shí)施例是一種帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件的成形工藝，主要設(shè)計(jì)了用于成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模。本實(shí)施例所述待成形的帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件幾何外形如圖I所示，內(nèi)徑300mm,軸向長(zhǎng)度500mm,壁厚IOmm,內(nèi)壁沿軸向有三個(gè)寬度50mm、高度5mm的環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋1，彼此間距為100mm，兩端的內(nèi)加強(qiáng)筋與回轉(zhuǎn)體薄壁件兩端面 的距離均為75mm。本實(shí)施例提出的成形上述轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模包括基模9、形模10和固定銷11。基模9材料選用模具鋼4CrMnSiMoV，由基模主體2和拔模端3兩部分組成?；Ｖ黧w2為圓柱體,直徑為240mm,軸向長(zhǎng)度為600mm?；Ｖ黧w2的外表面沿軸向開有六個(gè)貫通的燕尾凹槽4，如圖7所示，燕尾凹槽沿基模主體周向均勻分布，相鄰兩個(gè)燕尾凹槽間的夾角為60°。燕尾凹槽4的頂寬為30mm，燕尾凹槽的底面為沿基模主體周向的圓弧面，該圓弧面的弧長(zhǎng)為26. 31mm,該圓弧面所對(duì)應(yīng)的直徑為基模主體直徑與2倍槽深之差，即210mm，同時(shí)該圓弧面所對(duì)應(yīng)的圓心角為14. 36°，燕尾凹槽槽深為15mm，每條燕尾凹槽4沿軸向貫穿基模主體2的外表面。每條燕尾凹槽4的順時(shí)針一側(cè)開有三個(gè)沿基模主體周向的定位槽5，相鄰定位槽5之間的距離為130mm,兩端的定位槽5與基模主體2兩端的距離分別為80mm。定位槽沿基模主體徑向的截面形狀也為燕尾型，如圖8所示。定位槽槽頂寬為60mm，槽底寬為76. 5mm,槽深與燕尾凹槽4的槽深相同，為15_ ;定位槽底面也為沿基模主體周向的圓弧面，該圓弧面所對(duì)應(yīng)的圓心角為13. 5°，對(duì)應(yīng)直徑為基模主體直徑與2倍定位槽槽深之差，即210mm。如圖2所示，拔模端3為基模主體2兩端的圓柱體，與基模主體2同軸，直徑為144mm,軸向長(zhǎng)度為150mm。形模10整體為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，將形模均勻分割成六個(gè)形狀相同的分模，分模為扇形圓環(huán)結(jié)構(gòu)。單個(gè)分模的軸向長(zhǎng)度與基模主體軸向長(zhǎng)度相同，為600mm，相鄰兩個(gè)分模的接觸面為帶拔模角度的傾斜面。分模由成形面6、弧形凹槽7和定位榫頭8組成，如圖3所示，分模的厚度為30mm。分模外側(cè)弧面為成形面6，成形面直徑等于待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的內(nèi)徑，為300mm,軸向長(zhǎng)度等于分模的軸向長(zhǎng)度600mm。在成形面上有沿成形面周向的弧形凹槽7,弧形凹槽用于成形環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋，所以弧形凹槽截面形狀與待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的截面形狀相同，弧形凹槽槽寬與待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋寬度相同為50mm，槽深與待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的徑向高度相同為5mm?；⌒伟疾?沿分模的軸向間距為與待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋軸向的間距相同為100mm，兩端的弧形凹槽7與分模兩端面的距離均為75mm。如圖3，分模內(nèi)側(cè)弧面直徑等于基模主體外表面的直徑，在分模內(nèi)側(cè)弧面沿形模軸向方向上均勻分布有三個(gè)燕尾榫頭8。燕尾榫頭位置與定位槽位置對(duì)應(yīng),燕尾榫頭中垂直于形模軸線的截面形狀與燕尾凹槽垂直于基模主體軸線的截面形狀相同，燕尾榫頭沿形模徑向的截面形狀與定位槽沿基模主體徑向的截面形狀相同。固定銷為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，固定銷共有2個(gè)，其一端臂的截面形狀與燕尾凹槽垂直于基模主體軸線的截面形狀相同。在形模10裝配到基模9上以后，兩個(gè)固定銷分別安裝在其中一個(gè)燕尾凹槽的兩端。
本實(shí)施例成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的成形方法包括以下步驟步驟I :將基模固定，然后依次將分模沿軸向裝配到基模上的燕尾凹槽中，分模在基模上組成形模；固定形模，并沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)基模，使形模上的燕尾榫頭轉(zhuǎn)入基模上的定位槽中并定位；再將固定銷插入燕尾凹槽中，將基模與形模固定，裝配完成芯模；在裝配過程中，保留一部分長(zhǎng)度的固定銷11在芯模外部，以便鍛后脫模。步驟2 :利用步驟I裝配的芯模，采用旋轉(zhuǎn)鍛造方法加工帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件；步驟3 :步驟2中帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件加工完成后， 依次卸下固定銷；而后固定形模，并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)基模，使形模上的燕尾榫頭轉(zhuǎn)出定位槽，并進(jìn)入燕尾凹槽內(nèi)；再夾緊拔模端，沿軸向?qū)⒒Ｈ〕觯Ｓ嗟男文某尚渭先∠?，完成脫模過程。完成以上芯模的裝配過程后，即可將坯料裝配到芯模上，利用徑向精鍛機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的鍛造，鍛造過程結(jié)束后，通過上述脫模過程，順利去掉芯模，切掉軸向兩端的余量，從而獲得所要求幾何尺寸的帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件構(gòu)件。整個(gè)過程簡(jiǎn)便可行，構(gòu)件成形表面質(zhì)量高，環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的組織流線好，可以有效提高構(gòu)件成形質(zhì)量和生產(chǎn)效率。實(shí)施例二本實(shí)施例是一種帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件的成形工藝，主要設(shè)計(jì)了用于成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模。本實(shí)施例所述待成形的帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件幾何外形為內(nèi)徑100mm,軸向長(zhǎng)度200mm,壁厚5mm,內(nèi)壁沿軸向有三個(gè)寬度20mm、高度3mm的環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋，彼此間距為40mm，兩端的內(nèi)加強(qiáng)筋與回轉(zhuǎn)體薄壁件兩端面的距離均為30mm。本實(shí)施例提出的成形上述轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模包括基模9、形模10和固定銷11?；?材料選用模具鋼4CrMnSiMoV，由基模主體2和拔模端3兩部分組成?；Ｖ黧w2為圓柱體,直徑為80mm,軸向長(zhǎng)度為240mm。基模主體2的外表面沿軸向開有六個(gè)貫通的燕尾凹槽4，燕尾凹槽沿基模主體周向均勻分布，相鄰兩個(gè)燕尾凹槽間的夾角為60°。燕尾凹槽4的頂寬為10mm，燕尾凹槽的底面為沿基模主體周向的圓弧面，該圓弧面的弧長(zhǎng)為8. 77_，該圓弧面所對(duì)應(yīng)的直徑為基模主體直徑與2倍槽深之差，即70mm，同時(shí)該圓弧面所對(duì)應(yīng)的圓心角為14. 36°，燕尾凹槽槽深為5mm，每條燕尾凹槽4沿軸向貫穿基模主體2的外表面。每條燕尾凹槽4的順時(shí)針一側(cè)開有三個(gè)沿基模主體周向的定位槽5,相鄰定位槽5之間的距離為45mm,兩端的定位槽5與基模主體2兩端的距離分別為45mm。定位槽沿基模主體徑向的截面形狀也為燕尾型，定位槽槽頂寬為20mm,槽底寬為25. 5mm,槽深與燕尾凹槽4的槽深相同，為5mm ;定位槽底面也為沿基模主體周向的圓弧面,該圓弧面所對(duì)應(yīng)的圓心角為13. 5°，對(duì)應(yīng)直徑為基模主體直徑與2倍定位槽槽深之差，即70mm。如圖2所示，拔模端3為基模主體2兩端的圓柱體，與基模主體2同軸。拔模端直徑為48mm,軸向長(zhǎng)度為60mm。形模10整體為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，將形模均勻分割成六個(gè)形狀相同的分模，分模為扇形圓環(huán)結(jié)構(gòu)。單個(gè)分模的軸向長(zhǎng)度與基模主體軸向長(zhǎng)度相同，為240mm，相鄰兩個(gè)分模的接觸面為帶拔模角度的傾斜面。分模由成形面6、弧形凹槽7和定位榫頭8組成，分模的厚度為10mm。分模外側(cè)弧面為成形面6，成形面直徑等于待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的內(nèi)徑，為100mm，軸向長(zhǎng)度等于分模的軸向長(zhǎng)度240mm。在成形面上有沿成形面周向的弧形凹槽7，弧形凹槽用于成形環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋，所以弧形凹槽截面形狀與待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的截面形狀相同，弧形凹槽槽寬與待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋寬度相同為20mm，槽深與待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的徑向高度相同為3_?；⌒伟疾?沿分模的軸向間距為與待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋軸向的間距相同為40mm，兩端的弧形凹槽7與分模兩端面的距離均為30mm。分模內(nèi)側(cè)弧面直徑等于基模主體外表面的直徑，在分模內(nèi)側(cè)弧面沿形模軸向方向上均勻分布有三個(gè)燕尾榫頭8。燕尾榫頭位置與定位槽位置對(duì)應(yīng)，燕尾榫頭中垂直于形模軸線的截面形狀與燕尾凹槽垂直于基模主體軸線的截面形狀相同，燕尾 榫頭沿形模徑向的截面形狀與定位槽沿基模主體徑向的截面形狀相同。固定銷為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，固定銷共有2個(gè)，其一端臂的截面形狀與燕尾凹槽垂直于基模主體軸線的截面形狀相同。在形模10裝配到基模9上以后，兩個(gè)固定銷分別安裝在其中一個(gè)燕尾凹槽的兩端。本實(shí)施例成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的成形方法包括以下步驟步驟I :將基模固定，然后依次將分模沿軸向裝配到基模上的燕尾凹槽中，分模在基模上組成形模；固定形模，并沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)基模，使形模上的燕尾榫頭轉(zhuǎn)入基模上的定位槽中并定位；再將固定銷插入燕尾凹槽中，將基模與形模固定，裝配完成芯模；在裝配過程中，保留一部分長(zhǎng)度的固定銷11在芯模外部，以便鍛后脫模。步驟2 :利用步驟I裝配的芯模，采用旋轉(zhuǎn)鍛造方法加工帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件；步驟3 :步驟2中帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件加工完成后，依次卸下固定銷；而后固定形模，并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)基模，使形模上的燕尾榫頭轉(zhuǎn)出定位槽，并進(jìn)入燕尾凹槽內(nèi)；再夾緊拔模端，沿軸向?qū)⒒Ｈ〕?，剩余的形模從成形件上取下，完成脫模過程。完成以上芯模的裝配過程后，即可將坯料裝配到芯模上，利用徑向精鍛機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的鍛造，鍛造過程結(jié)束后，通過上述脫模過程，順利去掉芯模，切掉軸向兩端的余量，從而獲得所要求幾何尺寸的帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的回轉(zhuǎn)體薄壁件構(gòu)件。整個(gè)過程簡(jiǎn)便可行，構(gòu)件成形表面質(zhì)量高，環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的組織流線好，可以有效提高構(gòu)件成形質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1.ー種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于包括基模、形模和固定銷； 基模由基模主體和拔模端組成；基模主體為圓柱體，基模主體的外表面沿軸向開有多個(gè)貫通的燕尾凹槽，燕尾凹槽沿基模主體周向均勻分布，燕尾凹槽的底面為沿基模主體周向的圓弧面；燕尾凹槽一側(cè)槽壁上開有沿基模主體周向的定位槽，定位槽沿基模主體徑向的截面形狀也為燕尾型，定位槽槽深與燕尾凹槽槽深相同，定位槽底面也為沿基模主體周向的圓弧面；拔模端為基模主體兩端的圓柱體,拔模端與基模主體同軸； 形模整體為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，將形模均勻分割成多個(gè)形狀相同的分模，分模為扇形圓環(huán)結(jié)構(gòu)，分模個(gè)數(shù)與燕尾凹槽個(gè)數(shù)相同；單個(gè)分模的軸向長(zhǎng)度與基模主體軸向長(zhǎng)度相同；分模外側(cè)弧面為成形面，成形面直徑等于待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件的內(nèi)徑，在成形面上有沿成形面周向的弧形凹槽，弧形凹槽用于成形環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋；分模內(nèi)側(cè)弧面直徑等于基模主體外表面的直徑，在分模內(nèi)側(cè)弧面上分布有燕尾榫頭，燕尾榫頭位置與定位槽位置對(duì)應(yīng)，燕尾榫頭個(gè)數(shù)與定位槽個(gè)數(shù)相同，燕尾榫頭中垂直于形模軸線的截面形狀與燕尾凹槽垂直于基模主體軸線的截面形狀相同，燕尾榫頭沿形模徑向的截面形狀與定位槽沿基模主體徑向的截面形狀相同； 固定銷為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，其一端臂的截面形狀與燕尾凹槽垂直于基模主體軸線的截面形狀相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于基模主體直徑為待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件內(nèi)徑的7(T85%，基模主體軸向長(zhǎng)度為待成形回轉(zhuǎn)體薄壁件軸向長(zhǎng)度的I. Tl. 3倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述ー種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于燕尾凹槽的頂寬為基模主體直徑的10 15%，燕尾凹槽槽深為燕尾凹槽頂寬的45 55%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述ー種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于定位槽的頂寬為基模主體軸向長(zhǎng)度的4 8%，定位槽的槽底寬為槽頂寬的I. 1761.364倍，定位槽底面所對(duì)應(yīng)的圓心角為13° 23.4°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述ー種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于拔模端直徑為基模主體直徑的50飛5%，軸向長(zhǎng)度為基模主體軸向長(zhǎng)度的2(T30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述ー種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模，其特征在于形模厚度為弧形凹槽深度的2 4倍。
7.ー種利用權(quán)利要求I所述芯模成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的成形方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I :將基模固定，然后依次將分模沿軸向裝配到基模上的燕尾凹槽中，分模在基模上組成形模；固定形模，并轉(zhuǎn)動(dòng)基模，使形模上的燕尾榫頭轉(zhuǎn)入基模上的定位槽中；再將固定銷插入燕尾凹槽中，將基模與形模固定，裝配完成芯模； 步驟2 :利用步驟I裝配的芯摸，采用旋轉(zhuǎn)鍛造方法加工帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件； 步驟3 :步驟2中帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件加工完成后，依次卸下固定銷；而后固定形摸，并轉(zhuǎn)動(dòng)基摸，使形模上的燕尾榫頭轉(zhuǎn)出定位槽，并進(jìn)入燕尾凹槽內(nèi)；再夾緊拔模端，沿軸向?qū)⒒Ｈ〕觯瑒徲嗟男文某尚渭先∠?，完成脫模過程。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種成形帶環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋回轉(zhuǎn)體薄壁件的芯模及成形方法，基模由基模主體和拔模端組成，基模主體上開有燕尾凹槽和定位槽，形模整體為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，將形模均勻分割成多個(gè)形狀相同的分模，分模成形面上有用于環(huán)形內(nèi)加強(qiáng)筋的成形弧形凹槽，分模內(nèi)表面上有燕尾榫頭，用于與燕尾凹槽和定位槽配合。本發(fā)明采用了組合芯模的方式解決了回轉(zhuǎn)體薄壁件內(nèi)加強(qiáng)筋的成形過程中脫模難的問題?；Ｑ辔舶疾凵系亩ㄎ徊勰軌蛴行Х乐剐文５囊苿?dòng)，提高回轉(zhuǎn)體薄壁件內(nèi)加強(qiáng)筋的成形精度。芯模的基模、形模和固定銷按照各自強(qiáng)度要求可采用不同金屬材料；對(duì)于成形內(nèi)徑尺寸相同、內(nèi)加強(qiáng)筋形狀不同的回轉(zhuǎn)體薄壁件只需更換形模即可，大大降低了模具的成本。
文檔編號(hào)B21J13/02GK102764841SQ20121025106
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者張明杰, 李付國(guó), 李江, 王瑞亭 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)