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孔，在筒形毛坯的側(cè)壁中部開孔；對毛坯底部進(jìn)行翻邊；采用側(cè)壁翻邊模具對毛坯的側(cè)壁進(jìn)行翻邊；去除余量；所述側(cè)壁翻邊模具，包括模芯、陽模組、陰模、定位套、導(dǎo)向套、外套及下模板。
【專利說明】—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]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，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；加工精度提高一個數(shù)量級，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孔，在筒形毛坯的側(cè)壁中部開有若干個均勻分布的孔；
[0009]步驟五:對毛坯底部進(jìn)行翻邊；
[0010]步驟六:采用側(cè)壁翻邊模具對毛坯的側(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)壁孔相對應(yīng)的孔一一對應(yīng)，陽模組由若干個相同結(jié)構(gòu)的陽模組成，且若干個陽模的內(nèi)側(cè)壁形成內(nèi)錐面，每個陽模的外端均穿過導(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，芯體的底端穿過陽模組設(shè)置在第二凹槽的底部，若干個陽模的內(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)置為沿軸線對稱的分體結(jié)構(gòu)。
[0016]在所述陽模組的每個陽模底部均設(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)明通過多次拉深制備了帶臺階的筒形毛坯，通過側(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)動機(jī)接口套圈的批量生產(chǎn)中，使用效果很好；近年來，由于0Crl7Ni4Cu4Nb材料在航空發(fā)動機(jī)中開始逐步擴(kuò)大使用，本發(fā)明對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)壁翻邊模具陽模組的一個陽模的結(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—陽模組，31—陽模，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)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[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階的筒形毛坯，在筒形毛坯的開口處形成法蘭邊，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，在翻邊前采用軟陽模成型方式對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補(bǔ)充，補(bǔ)償部分翻邊量，避免翻邊時因達(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孔，在筒形毛坯的側(cè)壁中部開有若干個均勻分布的孔，開孔目的是為后續(xù)翻邊做準(zhǔn)備，對開孔后的孔邊緣進(jìn)行尖邊磨圓，目的是減小應(yīng)力集中，提高翻邊極限，開孔后的毛坯的結(jié)構(gòu)如圖5所示；
[0043]步驟五:對毛坯底部進(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)頂桿通過頂出孔101將頂出力作用于外套7上，外套7通過螺釘9固定在下模板10的頂部，外套7用于包裹定位套6，使其在翻邊過程中不會因受力而張開；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為頂部開口的帶底筒體，陽模組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)壁孔相對應(yīng)的孔一一對應(yīng)，導(dǎo)向套4用于限制陽模組3向下運(yùn)動；陽模組3由五個相同結(jié)構(gòu)的陽模31組成，為了給模芯I的芯體12預(yù)留移動空間，五個陽模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，每個陽模31的外端均穿過導(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)壁孔相對應(yīng)的孔內(nèi)，陽模組3用于對毛坯側(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的底端穿過陽模組3設(shè)置在第二凹槽41的底部，五個陽模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能夠沿著陽模31的內(nèi)側(cè)壁的上部上下移動，且在下移時推動陽模組3向外水平移動。
[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)生周向相對位置的移動。
[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通過液壓機(jī)頂桿頂起，將陽模組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)置為沿軸線對稱的分體結(jié)構(gòu)。
[0050]為防止陽模組3在水平方向旋轉(zhuǎn)，在所述陽模組3的每個陽模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)壁翻邊模具對毛坯的側(cè)壁進(jìn)行翻邊，具體操作過程如下:
[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)的下平臺上，下模板10的頂出孔101與液壓機(jī)的頂出孔相對應(yīng)，液壓機(jī)的上滑塊上升，帶動模芯I 一同上升、與其下方的部件分離，此時側(cè)壁翻邊模具處于打開狀態(tài)；
[0053]步驟B:液壓機(jī)頂桿上升，推動頂出塊8，進(jìn)而將陽模組3、導(dǎo)向套4、陰模5及定位套6從外套7中頂出，分別打開定位套6、陰模5，將陽模組3安裝在導(dǎo)向套4的導(dǎo)向孔42內(nèi)，且陽模組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)壁孔與陽模組3相對應(yīng)，在裝有導(dǎo)向套4和陽模組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，帶動模芯I下落，通過模芯I的芯體12推動陽模組3沿水平方向向外移動，對毛坯的側(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孔，在筒形毛坯的側(cè)壁中部開有若干個均勻分布的孔； 步驟五:對毛坯底部進(jìn)行翻邊； 步驟六:采用側(cè)壁翻邊模具對毛坯的側(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)壁孔相對應(yīng)的孔一一對應(yīng)，陽模組由若干個相同結(jié)構(gòu)的陽模組成，且若干個陽模的內(nèi)側(cè)壁形成內(nèi)錐面，每個陽模的外端均穿過導(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，芯體的底端穿過陽模組設(shè)置在第二凹槽的底部，若干個陽模的內(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模組的每個陽模底部均設(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】B21D35/00GK104353735SQ201410632117
【公開日】2015年2月18日 申請日期: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 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司