本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)模具成型領(lǐng)域，特別地，涉及一種薄壁環(huán)形件成型模具及成型方法。

背景技術(shù)：

大型環(huán)形件廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)支板，但現(xiàn)有的加工工藝一般需要將支板分成左右兩半，如圖1所示的部件a及部件b，分別彎曲成形后再焊接，由于支板左右兩側(cè)各有一條焊縫，零件強(qiáng)度較差，在使用過(guò)程中較易開(kāi)裂，降低了航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的使用壽命。

CN104418698C公開(kāi)了一種大型環(huán)形件成型加工方法，其包括：分段鍛成方坯或是鋼板切割直條狀坯料→加工基準(zhǔn)面→機(jī)加工截面形狀→壓制成形→畫(huà)線去端頭→加工焊接坡口→拼焊成圓環(huán)形件→現(xiàn)場(chǎng)精加工，具體地，將兩個(gè)非對(duì)稱(chēng)的異型截面坯料通過(guò)焊接的形式，使其成為對(duì)稱(chēng)截面的坯料，然后在液壓機(jī)或臥式彎曲機(jī)上進(jìn)行壓制，壓制工藝過(guò)程如下：將上述焊接后的坯料的一端置于凸模和凹模之間，隨著模具的閉合，在凸凹模具之間的坯料壓制成形，開(kāi)啟模具，進(jìn)行送料，每次送料量要小于凸模的長(zhǎng)度，而后再次閉合壓制，以此類(lèi)推，直至最后一步壓制完成。

可見(jiàn)，現(xiàn)有的大型異型環(huán)形件的加工需要分段成型且經(jīng)多次焊接加工，不僅加工過(guò)程復(fù)雜，且存在焊縫多導(dǎo)致可靠性差的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種薄壁環(huán)形件成型模具及成型方法，以解決現(xiàn)有的薄壁環(huán)形件加工成型工藝復(fù)雜、加工質(zhì)量有待改善的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種薄壁環(huán)形件成型模具，用于對(duì)待成型的薄壁件進(jìn)行彎曲及卷圓，本發(fā)明成型模具包括：相對(duì)設(shè)置的下模板及上模板，下模板的上表面設(shè)有與其固接的凹模，上模板的下表面設(shè)有與其固接的凸模，固接于上模板上的凸模包括用于施加彎曲用壓力的彎曲凸模及用于施加卷圓用壓力的卷圓凸模，固接于下模板上的凹模包括與彎曲凸模對(duì)應(yīng)的第一凹模及與卷圓凸模對(duì)應(yīng)的第二凹模。

進(jìn)一步地，第一凹模的內(nèi)凹面設(shè)有連通至下模板的通孔，通孔內(nèi)設(shè)有與下模板抵接的彈性件及設(shè)于彈性件之上用于回彈沖壓后的薄壁件的頂塊。

進(jìn)一步地，第二凹模的內(nèi)凹面中部設(shè)有凹向下模板且橫截面呈半圓弧形的凹槽，卷圓凸模包括與上模板固接的連接段及與凹槽匹配用于卷圓薄壁件的圓柱段。

進(jìn)一步地，下模板上設(shè)有用于對(duì)上模板的移動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向定位的導(dǎo)柱，上模板上設(shè)有與導(dǎo)柱配合的導(dǎo)套。

進(jìn)一步地，下模板上設(shè)有用于限定上模板位移的極限位置的限位件。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種薄壁環(huán)形件成型方法，將待成型的薄壁件整體彎曲、卷圓后焊接對(duì)接端，形成單焊縫的薄壁環(huán)形件，成型方法依次包括下料、彎曲、卷圓、焊接、灌蠟、成形、去蠟及校正，彎曲及卷圓步驟共用上述的成型模具。

進(jìn)一步地，成形的步驟包括在沖壓模具上逐次增加沖壓量，經(jīng)多次沖壓成形。

進(jìn)一步地，校正的步驟為在薄壁環(huán)形件內(nèi)腔插入芯棒后經(jīng)沖壓模具沖壓校正。

進(jìn)一步地，芯棒分批制作，校正步驟中選擇至少兩種外徑的芯棒分步校正。

進(jìn)一步地，薄壁環(huán)形件為航空發(fā)動(dòng)機(jī)用支板。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明薄壁環(huán)形件成型模具及成型方法，通過(guò)采用同一成型模具對(duì)待成型的薄壁件進(jìn)行彎曲及卷圓，避免了分段加工的繁瑣，且避免了多次焊接影響成品質(zhì)量，本發(fā)明成型方法加工的薄壁環(huán)形件由于整體成型，加工質(zhì)量好，且節(jié)約工序，可靠性高。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)支板成型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例薄壁環(huán)形件成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中卷圓凸模的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例薄壁環(huán)形件成型方法的流程示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例成型方法中校正用芯棒的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1、上模板；11、模柄；12、凸模；121、彎曲凸模；

122、卷圓凸模；1221、連接段；1222、圓柱段；

2、下模板；21、凹模；211、第一凹模；212、第二凹模；

213、通孔；214、凹槽；22、彈性件；23、頂塊；24、導(dǎo)柱；25、限位塊；3、芯棒。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

參照?qǐng)D2，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種薄壁環(huán)形件成型模具，用于對(duì)待成型的薄壁件進(jìn)行彎曲及卷圓，本實(shí)施例成型模具包括：相對(duì)設(shè)置的下模板2及上模板1，下模板2的上表面設(shè)有與其固接的凹模21，上模板1的下表面設(shè)有與其固接的凸模12，固接于上模板1上的凸模12包括用于施加彎曲用壓力的彎曲凸模121及用于施加卷圓用壓力的卷圓凸模122，固接于下模板2上的凹模21包括與彎曲凸模121對(duì)應(yīng)的第一凹模211及與卷圓凸模122對(duì)應(yīng)的第二凹模212。

本實(shí)施例通過(guò)對(duì)下料后的薄壁件經(jīng)成型模具依次進(jìn)行彎曲及卷圓操作，從而避免了現(xiàn)有的薄壁成型件分段鍛造的繁瑣，使得薄壁環(huán)形件可以一體成型，且后續(xù)焊接只需一次焊接，形成單條焊縫，有效提高了薄壁環(huán)形件的加工質(zhì)量及可靠性。

參照?qǐng)D2，本實(shí)施例中，下模板2固定在加工基準(zhǔn)面上，凹模21經(jīng)螺釘、銷(xiāo)釘?shù)染o固件固接至下模板2的上表面，上模板1的上表面設(shè)有與沖壓機(jī)構(gòu)連接的模柄11，上模板1的下表面經(jīng)螺釘、銷(xiāo)釘?shù)裙探訌澢鼓?21及卷圓凸模122，本實(shí)施例彎曲凸模121、卷圓凸模122平行間隔設(shè)置，且在上模板1的帶動(dòng)下同步動(dòng)作。第一凹模211的內(nèi)凹面設(shè)有連通至下模板2的通孔213，通孔213內(nèi)設(shè)有與下模板2抵接的彈性件22及設(shè)于彈性件22之上用于回彈沖壓后的薄壁件的頂塊23。本實(shí)施例通過(guò)在通孔213內(nèi)設(shè)置彈性件22及頂塊23，可以在彎曲凸模121沖壓時(shí)避免薄壁件卡接在第一凹模211內(nèi)導(dǎo)致的無(wú)法卸載的麻煩，保證了加工的連續(xù)性。

本實(shí)施例中，第二凹模212的內(nèi)凹面中部設(shè)有凹向下模板2且橫截面呈半圓弧形的凹槽214，參照?qǐng)D3，卷圓凸模122包括與上模板1固接的連接段1221及與凹槽214匹配用于卷圓薄壁件的圓柱段1222。

本實(shí)施例通過(guò)將彎曲及卷圓操作集中在同一成型模具上，利于減少工件周轉(zhuǎn)等對(duì)加工效率的影響。

本實(shí)施例中，下模板2上設(shè)有用于對(duì)上模板1的移動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向定位的導(dǎo)柱24，上模板1上設(shè)有與導(dǎo)柱配合的導(dǎo)套，通過(guò)導(dǎo)套與導(dǎo)柱24的配合，保證了沖壓時(shí)軸向位移精度。

優(yōu)選地，下模板2上設(shè)有用于限定上模板1位移的極限位置的限位件。本實(shí)施例中，第一凹模211和/或第二凹模212的周緣設(shè)有與凸模的周緣抵接以限位的限位塊25，從而對(duì)沖壓量進(jìn)行控制，避免過(guò)沖導(dǎo)致的薄壁件的變形。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種薄壁環(huán)形件成型方法，將待成型的薄壁件整體彎曲、卷圓后焊接對(duì)接端，形成單焊縫的薄壁環(huán)形件，參照?qǐng)D4，本實(shí)施例成型方法依次包括下料、彎曲、卷圓、焊接、灌蠟、成形、去蠟及校正，其中，彎曲及卷圓步驟共用上述實(shí)施例的成型模具。

本實(shí)施例薄壁環(huán)形件成型方法，改進(jìn)傳統(tǒng)的成型工藝，通過(guò)整體依次彎曲、卷圓、焊接，使得成型后的薄壁環(huán)形件只有一條焊縫，有效提高成品強(qiáng)度；且采用一套模具進(jìn)行彎曲、卷圓操作，加工便利，操作簡(jiǎn)單。

具體地，本實(shí)施例成型方法中，下料步驟為：按加工要求下料尺寸進(jìn)行下料。修剪好外形尺寸后，將坯料放置在圖2所示的第一凹模211的上表面，沖壓時(shí)在彎曲凸模121與第一凹模211的共同作用下彎曲成型；第二步將已彎曲的坯料放置在第二凹模212的上表面，沖壓時(shí)在卷圓凸模122與第二凹模212的共同作用下卷圓成型。彎曲及卷圓后，在開(kāi)口處焊接并打磨焊縫，然后在封閉內(nèi)腔里填充石蠟或松香。將灌蠟后的零件放置沖壓模具內(nèi)進(jìn)行成形作業(yè)。

本實(shí)施例沖壓模具包括固接在上模板下表面的上凹模、固接于下模板上表面的下凹模，將灌蠟后的薄壁環(huán)形件放置在下凹模型面上，利用上凹模與下凹模的型面配合進(jìn)行成形作業(yè)。為了避免薄壁環(huán)形件成形過(guò)程中的壓方、回彈變形等缺陷，本實(shí)施例成形的步驟包括在沖壓模具上逐次增加沖壓量，經(jīng)多次沖壓成形。本實(shí)施例中，第一次沖壓時(shí)上凹模與下凹模不完全閉合，即第一次沖壓不完全到位，完成預(yù)成形工藝；然后根據(jù)沖壓要求，逐步增加沖壓量，直至沖壓模具完全閉合，完成成形加工。

優(yōu)選地，為了進(jìn)一步提高成形精度，本實(shí)施例在成形之后還包括校正步驟。本實(shí)施例校正的步驟為在去蠟后的薄壁環(huán)形件內(nèi)腔插入芯棒3(參照?qǐng)D5)后經(jīng)沖壓模具沖壓校正。本實(shí)施例中，校正步驟優(yōu)選包括多次校正環(huán)節(jié)，直至薄壁環(huán)形件達(dá)到設(shè)定的加工尺寸。本實(shí)施例芯棒分批制作，校正步驟中選擇至少兩種外徑的芯棒3分步校正，優(yōu)選地，芯棒的端部設(shè)有引導(dǎo)部，芯棒經(jīng)引導(dǎo)部導(dǎo)入并敲擊進(jìn)入支板內(nèi)腔，且利用成形用的沖壓模具進(jìn)行校正。

本實(shí)施例中，薄壁環(huán)形件為航空發(fā)動(dòng)機(jī)用支板。相比以往的成型工藝，本實(shí)施例成型方法及模具方便可靠，最終產(chǎn)品零件僅有一條焊縫，滿(mǎn)足零件強(qiáng)度及使用要求，另經(jīng)校正后零件型面輪廓度好。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。