用于薄壁管件脹形的蘑菇型剛性分塊凸模的制作方法
【專利摘要】一種用于薄壁管件脹形的蘑菇型分塊凸模，包括一體成型的傘狀部和根部，傘狀部和根部的軸向長度與管坯的軸向長度一致，傘狀部是橫截面為弧形的柱體結構，弧形的半徑與薄壁管件半徑R相等，且弧形對應的圓心角為α，根部是橫截面為等腰梯形的柱體結構，根部抵靠傘狀部的豎向平面設置，使用本發(fā)明所示分塊凸模制造薄壁管件，在成形過程中可有效避免圓形分塊凸模成形過程中零件在凸模間隙處容易破裂以及模具間隙在零件表面上產(chǎn)生壓痕、棱角的問題，保證零件成形之后的尺寸精度；在成形終了狀態(tài)時蘑菇型分塊凸模之間的間隙遠比圓形凸模之間的間隙小，能有效保證脹形零件的尺寸精度和加工質(zhì)量。
【專利說明】用于薄壁管件脹形的蘑菇型剛性分塊凸模【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機械設計領域，涉及乘用車零部件設計方法和塑性加工領域的模具設計，尤其是薄壁管件加工模具的設計。
【背景技術】
[0002]薄壁管件具有中空、輕質(zhì)等特點，在航空航天、核工業(yè)、建筑及汽車行業(yè)的應用越來越廣泛。此外，與鈑金件相比，管件具有剛度高、強度高以及抗沖擊性能良好的特性，有利于減振降噪，因此在工業(yè)領域得到了廣泛應用。
[0003]目前國內(nèi)外的薄壁管件成形方法主要有液壓脹形和剛性分塊凸模脹形。液壓脹形基本原理是:首先在管件內(nèi)部引入液態(tài)介質(zhì)如水或油，然后對液態(tài)介質(zhì)施加壓力，通過液態(tài)介質(zhì)的壓力傳遞使管坯成形為所需零件形狀。液壓脹形發(fā)展相對成熟，但是會涉及到高壓的提供、高壓下的密封以及高壓下液體泄漏防范等問題，使液壓成形設備及模具開發(fā)成本非常高，適合于大批量零件的制造。另一種成本相對較低的管件脹形方法是采用剛性分塊凸模脹形，該方法基本原理是:模具由若干扇形塊組成，在成形過程中各分塊模具可在壓機滑塊作用下沿徑向運動，帶動管坯貼近凹模內(nèi)壁使零件成形。由于初始狀態(tài)模具直徑小于脹形終了狀態(tài)模具直徑，因而在終了狀態(tài)時分塊模具間存在一定的間隙，這個間隙使零件內(nèi)外壁產(chǎn)生一些壓痕或棱邊，嚴重影響零件的尺寸精度和使用功能。而且，脹形終了狀態(tài)時模具間隙處管坯處于雙向拉伸狀態(tài)，導致此處易出現(xiàn)破裂等缺陷。為此，研究設計了一種呈蘑菇型的分塊模具用于實現(xiàn)薄壁管件的高精度脹形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種新型的蘑菇型分塊凸模，其避免了目前國內(nèi)外采用液壓脹形工藝中存在的零件尺寸精度不良和圓環(huán)形分塊凸模脹形中模具間隙導致的零件尺寸精度不良及在間隙處易破裂等問題，可實現(xiàn)薄壁管件的高精度脹形。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]一種用于薄壁管件脹形的蘑菇型分塊凸模，包括一體成型的傘狀部和根部，所述傘狀部和所述根部軸向平齊設置，且所述傘狀部和所述根部的軸向長度與薄壁管件的軸向
長度一致:
[0007]所述傘狀部是橫截面為弧形的柱體結構，所述弧形的半徑與所述薄壁管件半徑R相等，且弧形對應的圓心角為α ;
[0008]所述根部是橫截面為等腰梯形的柱體結構，所述根部抵靠所述傘狀部的豎向平面設置.所述等腰梯形上底邊一端點距離同側(cè)所述弧形端點的距離I1的大小為:...α
[0009]
【權利要求】
1.一種用于薄壁管件脹形的蘑菇型分塊凸模，其特征在于:包括一體成型的傘狀部和根部，所述傘狀部和所述根部軸向平齊設置，且所述傘狀部和所述根部的軸向長度與薄壁管件的軸向長度一致: 所述傘狀部是橫截面為弧形的柱體結構，所述弧形的半徑與所述薄壁管件半徑R相等，且弧形對應的圓心角為α ； 所述根部是橫截面為等腰梯形的柱體結構，所述根部抵靠所述傘狀部的豎向平面設置。
2.根據(jù)權利要求1所述的分塊模具，其特征在于:所述等腰梯形上底邊一端點距離同側(cè)所述弧形端點的距離I1的大小為:.a
3.根據(jù)權利要求1或2所述的分塊模具，其特征在于:所述等腰梯形下底邊長度I2的大小為:
4.根據(jù)權利要求1所述的分塊模具，其特征在于:所述模具分塊數(shù)η為偶數(shù)。
5.根據(jù)權利要求1所述的分塊模具，其特征在于:所述凸模制作材料的硬度高于薄壁管件材料的硬度。
【文檔編號】B21D37/10GK104028647SQ201410228711
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權日:2014年5月27日
【發(fā)明者】余海燕, 王友 申請人:同濟大學