本發(fā)明屬于旋壓增厚
技術(shù)領(lǐng)域：
，更具體地，涉及一種帶預(yù)緊結(jié)構(gòu)的旋壓增厚成形模具。
背景技術(shù)：
：旋壓是一種成形回轉(zhuǎn)體件的工藝方法，其廣泛應(yīng)用于成形回轉(zhuǎn)體筒形件、管形件或盤(pán)形件，其工藝過(guò)程為在坯料隨模具旋轉(zhuǎn)或旋壓工具繞坯料軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋壓工具沿坯料徑向相對(duì)進(jìn)給，從而使坯料受壓并產(chǎn)生連續(xù)、逐點(diǎn)的變形。旋壓包含普通旋壓和變薄旋壓，在旋壓產(chǎn)品中，尤其是在旋壓齒盤(pán)或鏈輪產(chǎn)品中，常常需要邊緣增厚，通過(guò)旋壓邊緣增厚獲得滿足條件的產(chǎn)品?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于旋壓增厚技術(shù)已有了一定研究，如WO9622847A、US6925713B以及CN1144497A公開(kāi)了一種采用V形型槽軋輪進(jìn)行旋壓增厚的方法，其經(jīng)多次旋壓將圓形板料邊緣旋壓增厚成V形，隨著旋壓道次的增加，V形型槽的張角越來(lái)越大，最后旋壓成矩形，該方法在最終厚度增加較大時(shí)，需要經(jīng)多次旋壓。又如CN102009112B公開(kāi)了一種圓形板料環(huán)形外緣增厚方法，其在圓形板料外緣設(shè)置N個(gè)具有矩形開(kāi)口的軋輪，成形后板料外緣的形狀和尺寸由軋輪的矩形開(kāi)口決定。以上旋壓技術(shù)均針對(duì)輪緣旋壓增厚，由于在旋壓過(guò)程中旋輪槽中受坯料的楔入力，極易開(kāi)裂，且工件在上下壓盤(pán)的夾持下，夾持不穩(wěn)，極易出現(xiàn)翹曲，因此需對(duì)現(xiàn)有的旋壓模具進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種旋壓增厚成形模具，其中結(jié)合旋壓增厚成形的工藝特點(diǎn)，相應(yīng)設(shè)計(jì)了帶預(yù)緊結(jié)構(gòu)的適用于盤(pán)形件輪緣旋壓增厚的旋壓增厚成形模具，通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵組件如上壓盤(pán)和旋壓輪的結(jié)構(gòu)及其具體工藝參數(shù)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，相應(yīng)的可有效解決工件翹曲以及模具過(guò)早失效的問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成形方便等優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種帶預(yù)緊結(jié)構(gòu)的旋壓增厚成形模具，該成形模具包括上壓盤(pán)、下壓盤(pán)和旋壓輪，其中：所述上壓盤(pán)包括上定盤(pán)、碟簧和上動(dòng)盤(pán)，該上定盤(pán)中部開(kāi)設(shè)有凹槽，所述碟簧和上動(dòng)盤(pán)均嵌裝在該上定盤(pán)中部的凹槽內(nèi)，并且碟簧位于上定盤(pán)和上動(dòng)盤(pán)之間，所述上定盤(pán)、碟簧和上動(dòng)盤(pán)同軸設(shè)置，并通過(guò)緊固件相連；所述旋壓輪包括心輪、帶環(huán)形槽的環(huán)形槽輪和壓緊蓋，所述心輪的下端為法蘭結(jié)構(gòu)，其中部設(shè)有圓孔，上端面均布有防轉(zhuǎn)槽，該心輪依次穿過(guò)所述環(huán)形槽輪和壓緊蓋，并與壓緊蓋螺紋連接，所述壓緊蓋的上端面同樣均布有防轉(zhuǎn)槽，該防轉(zhuǎn)槽與心輪上端面的防轉(zhuǎn)槽對(duì)齊，對(duì)齊的防轉(zhuǎn)槽內(nèi)安裝有防轉(zhuǎn)鍵，該防轉(zhuǎn)鍵通過(guò)緊固件固定在心輪的上端面上。作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述環(huán)形槽輪的環(huán)形槽的槽寬H2大于待旋壓板坯厚度t且小于2.3t，環(huán)形槽輪兩側(cè)壁厚H1、H3大于10mm同時(shí)大于所述槽寬H2的3倍；環(huán)形槽上下側(cè)壁傾角α1、α2優(yōu)選為94-96°，槽底厚度L2優(yōu)選大于所述槽寬H2的3倍同時(shí)大于10mm。作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述心輪下端法蘭結(jié)構(gòu)的上表面由位于內(nèi)側(cè)的凹槽結(jié)構(gòu)和位于外側(cè)的平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該平面結(jié)構(gòu)與環(huán)形槽輪的下表面接觸，其接觸寬度為L(zhǎng)4，所述壓緊蓋下表面的端緣為凸起結(jié)構(gòu)，該凸起結(jié)構(gòu)與環(huán)形槽輪的上表面接觸，其接觸寬度為L(zhǎng)3，所述L4和L3相等，并且為環(huán)形槽輪輪槽深度的1.1-1.2倍。作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述環(huán)形槽輪的軸向預(yù)緊力F通過(guò)擰緊壓緊蓋與心輪之間的螺紋控制，當(dāng)擰緊到預(yù)定的壓緊力后，在壓緊蓋與心輪的防轉(zhuǎn)槽中安裝防轉(zhuǎn)鍵，防止工作中壓緊蓋與心輪松開(kāi)。作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述預(yù)緊力F采用以下公式計(jì)算：F=2σsH22r12H2r2-H222r1-2H2+2r2-(2H2r2-H222r1-2H2+2r2)2]]>式中：σs為待旋壓板坯的屈服強(qiáng)度，H2為環(huán)形槽的槽寬，r1為成形后工件的半徑，r2為環(huán)形槽輪的外半徑。總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：1.本發(fā)明將上壓盤(pán)設(shè)計(jì)成組合結(jié)構(gòu)，并在上壓盤(pán)內(nèi)通過(guò)內(nèi)置的方式設(shè)置有蝶形彈簧，在旋壓增厚過(guò)程中，使得上壓盤(pán)的上動(dòng)盤(pán)始終保持對(duì)工件盤(pán)面的壓力，有效解決了工件在旋壓過(guò)程中，盤(pán)面由于受到周期性壓力而引起變形及翹曲的問(wèn)題，夾持穩(wěn)定方便。2.本發(fā)明將旋壓輪設(shè)計(jì)成組合結(jié)構(gòu)，通過(guò)心輪和壓緊蓋的螺紋配合，可事先對(duì)與工件接觸的環(huán)形槽輪施加軸向預(yù)壓力，提高其承受成形過(guò)程中工件的楔入力的能力，有效防止旋輪破裂，提高了旋輪的使用壽命。3.本發(fā)明還對(duì)旋壓輪中各部件的形狀及工藝尺寸進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，獲得滿足旋壓工藝要求的心輪、環(huán)形槽輪和壓緊蓋，在提高旋輪使用壽命的同時(shí)，可制備出滿足實(shí)際工藝需求的工件。附圖說(shuō)明圖1(a)和(b)分別是本發(fā)明成形模具總裝的剖視圖和俯視圖；圖2(a)是本發(fā)明的環(huán)形槽輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(b)是圖2(a)的局部放大圖；圖3(a)是本發(fā)明的心輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3(b)是圖3(a)的C-C面剖視圖；圖3(c)是圖3(b)的局部放大圖；圖4(a)是本發(fā)明的壓緊蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4(b)是圖4(a)的E-E面剖視圖；圖4(c)是圖4(b)的局部放大圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種帶預(yù)緊結(jié)構(gòu)的旋壓增厚成形模具，該成形模具包括上壓盤(pán)1、下壓盤(pán)3和旋壓輪4，其中，上壓盤(pán)1為組合式結(jié)構(gòu)，下壓盤(pán)3與上壓盤(pán)1配合使用，用于夾持坯料2并與坯料2一同繞軸線旋轉(zhuǎn)，下壓盤(pán)3為常規(guī)的圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)，旋壓輪4用于沿圓盤(pán)坯料徑向進(jìn)給將圓盤(pán)形坯料輪緣增厚，其同樣為組合式結(jié)構(gòu)，其在使用之前可對(duì)用于旋壓增厚工件的環(huán)形槽輪施加預(yù)壓力，可提高環(huán)形槽輪承受成形中工件的楔入力，有效防止旋輪破裂，提高旋輪的使用壽命，通過(guò)上述各個(gè)部件的相互配合，可實(shí)現(xiàn)工件的有效旋壓增厚，并可防止工件翹曲，且可解決旋壓增厚成形模具過(guò)早失效的問(wèn)題。下面將對(duì)各個(gè)關(guān)鍵部件逐一進(jìn)行更為具體的說(shuō)明。如圖1所示，作為其中一個(gè)關(guān)鍵部件的上壓盤(pán)1包括上定盤(pán)1-1、碟簧1-2和上動(dòng)盤(pán)1-3，該上定盤(pán)1-1中部開(kāi)設(shè)有凹槽，所述碟簧1-2和上動(dòng)盤(pán)1-3均嵌裝在該上定盤(pán)1-1中部的凹槽內(nèi)，并且碟簧1-2位于上定盤(pán)1-1和上動(dòng)盤(pán)1-3之間，所述上定盤(pán)1-1、碟簧1-2和上動(dòng)盤(pán)1-3同軸設(shè)置，并通過(guò)緊固件譬如螺釘1-4相連，螺釘1-4依次穿過(guò)上動(dòng)盤(pán)1-3、碟簧1-2，然后與上定盤(pán)1-1螺紋連接，以將上動(dòng)盤(pán)1-3、碟簧1-2掛接在上定盤(pán)1-1上。在非夾持狀態(tài)下(即未使用時(shí))，上動(dòng)盤(pán)1-3伸出上定盤(pán)1-2mm，碟簧1-2處于未壓縮狀態(tài)，當(dāng)用于夾持時(shí)，上動(dòng)盤(pán)1-3被動(dòng)受壓，從而壓縮碟簧1-2，使上動(dòng)盤(pán)1-3的下表面與上定盤(pán)1-1的下表面平齊，以保證在夾持狀態(tài)下，碟簧1-2處于壓縮狀態(tài)，從而給上動(dòng)盤(pán)1-3提供夾持坯料的壓力。作為另一個(gè)關(guān)鍵部件的旋壓輪4包括心輪4-4、環(huán)形槽輪4-5和壓緊蓋4-1，所述心輪4-4的下端為法蘭結(jié)構(gòu)，其中部設(shè)有圓孔，該圓孔與用于旋壓的旋壓機(jī)的軸承配合，該心輪4-4的上端面均布有防轉(zhuǎn)槽，其圓柱面上端設(shè)有外螺紋，該心輪4-4依次穿過(guò)環(huán)形槽輪4-5和壓緊蓋4-1，其圓柱面上設(shè)置的外螺紋與壓緊蓋4-1內(nèi)壁上的螺紋連接，所述壓緊蓋4-1的上端面同樣均布有防轉(zhuǎn)槽，該防轉(zhuǎn)槽與心輪4-4上端面的防轉(zhuǎn)槽對(duì)齊，對(duì)齊的防轉(zhuǎn)槽內(nèi)對(duì)稱安裝有防轉(zhuǎn)鍵4-2，該防轉(zhuǎn)鍵4-2通過(guò)緊固件例如螺釘4-3固定在心輪4-4的上端面上。如圖2所示，環(huán)形槽輪4-5外側(cè)面設(shè)有環(huán)形槽，該環(huán)形槽的槽寬H2大于待旋壓增厚的原始板坯厚度t，且同時(shí)小于2.3t，槽寬在該范圍內(nèi)可有效防止輪緣旋壓卷曲，槽深(輪槽深度)L1與工件輪緣增厚所要求的寬度相同；環(huán)形槽輪兩側(cè)壁厚H1、H3大于10mm，可便于制造和裝配，同時(shí)大于槽寬H2的3倍，可有效的保證足夠的承載能力；環(huán)形槽上下側(cè)壁傾角α1、α2為94-96°(即環(huán)形槽上下側(cè)壁與環(huán)形槽輪4-5軸線的夾角)，傾角在該范圍內(nèi)，可防止輪緣旋壓時(shí)失穩(wěn)，保證旋壓的穩(wěn)定性，槽底厚度L2大于槽寬H2的3倍同時(shí)大于10mm，在保證足夠的承載能力時(shí)還便于制造和裝配。如圖3所示，心輪4-4下端法蘭結(jié)構(gòu)的上表面由位于內(nèi)側(cè)的凹槽結(jié)構(gòu)和位于外側(cè)的平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該平面結(jié)構(gòu)與環(huán)形槽輪4-5的下表面接觸，其接觸寬度為L(zhǎng)4。如圖4所示，壓緊蓋4-1下表面的端緣為凸起結(jié)構(gòu)，該凸起結(jié)構(gòu)與環(huán)形槽輪4-5的上表面接觸，其接觸寬度為L(zhǎng)3，本發(fā)明中將L3和L4設(shè)置為相等，并且為環(huán)形槽輪輪槽深度L1的1.1-1.2倍。通過(guò)擰緊壓緊蓋4-1與心輪4-4之間的螺紋可控制環(huán)形槽輪4-5的軸向預(yù)緊力F，當(dāng)擰緊到預(yù)定的壓緊力后，在壓緊蓋4-1與心輪4-4的防轉(zhuǎn)槽中安裝防轉(zhuǎn)鍵4-2，防止旋壓中壓緊蓋4-1與心輪4-4之間松開(kāi)。其中，預(yù)緊力F按照以下公式計(jì)算：F=2σsH22r12H2r2-H222r1-2H2+2r2-(2H2r2-H222r1-2H2+2r2)2]]>本實(shí)施例中坯料初始板厚厚度t＝2.0mm，工件成形后輪緣厚度為4mm，寬度為4mm(即槽深L1為4mm)，工件半徑r1＝135mm，材料為45號(hào)鋼，屈服強(qiáng)度σs為330Mpa，環(huán)形槽輪外半徑為r2＝80mm。根據(jù)成形件的需要，槽寬H2取4mm(等于工件輪緣厚度)，該槽寬滿足條件t＝2mm<H2＝4mm＜2.3t＝4.6mm，槽底厚度L2取13mm＞3×H2＝12mm，壁厚H1＝H3取13mm＞3×H2＝12mm，上下壁傾角α1＝α2＝95°，環(huán)形槽輪與心輪和壓蓋接觸區(qū)域?qū)挾萀3＝L4＝1.2×4＝4.8mm，則壓緊蓋擰緊的預(yù)緊力為：F=2σsH22r12H2r2-H222r1-2H2+2r2-(2H2r2-H222r1-2H2+2r2)2=2×330×4×2×135×2×4×80-422×135-2×4+2×80-(2×4×80-422×135-2×4+2×80)2=52605N.]]>本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3