一種0Cr17Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及採用的側壁翻邊模具的製作方法
2023-10-11 11:24:59 2
一種0Cr17Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及採用的側壁翻邊模具的製作方法
【專利摘要】一種0Cr17Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及採用的側壁翻邊模具，屬於0Cr17Ni4Cu4Nb材料成型【技術領域】，特別是涉及一種0Cr17Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及採用的側壁翻邊模具。本發明解決了該類零件無法整體成型、必須分體成型後焊接的難題；零件抗疲勞能力大幅度提高。本發明成型方法具體步驟如下：採用板材作為原始毛坯；將原始毛坯製備成筒形毛坯；對筒形毛坯的底部和側壁進行預脹形；在筒形毛坯的底部開孔，在筒形毛坯的側壁中部開孔；對毛坯底部進行翻邊；採用側壁翻邊模具對毛坯的側壁進行翻邊；去除餘量；所述側壁翻邊模具，包括模芯、陽模組、陰模、定位套、導向套、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採用的側壁翻邊模具
【技術領域】
[0001]本發明屬於0Crl7Ni4Cu4Nb材料成型【技術領域】，特別是涉及一種0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及採用的側壁翻邊模具。
【背景技術】
[0002]0Crl7Ni4Cu4Nb材料是一種常溫下塑性很差的不鏽鋼材料，成型的難度較大，多通管件為結構複雜的階梯筒形件，其大端直徑小於100mm，側壁帶有直徑為20?30mm的多處翻邊，由於0Crl7Ni4Cu4Nb材料在常溫下延伸率只有10%左右，因此，採用0Crl7Ni4Cu4Nb材料的多通管件成型難度很大，現有技術一般採用分體成型後焊接的方法，焊後變形大，翻邊不圓，對後續組件使用影響很大，並且影響焊接質量和使用安全性。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及採用的側壁翻邊模具，該成型方法及採用的側壁翻邊模具解決了該類零件無法整體成型、必須分體成型後焊接的難題；加工精度提高一個數量級，加工效率提高一倍，減少了現有方法中不可避免的焊縫，零件抗疲勞能力大幅度提高。
[0004]為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案: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:採用板材作為原始毛還；
[0006]步驟二:將原始毛坯製備成筒形毛坯；
[0007]步驟三:對筒形毛坯的底部和側壁進行預脹形；
[0008]步驟四:在筒形毛坯的底部開孔，在筒形毛坯的側壁中部開有若干個均勻分布的孔；
[0009]步驟五:對毛坯底部進行翻邊；
[0010]步驟六:採用側壁翻邊模具對毛坯的側壁進行翻邊，形成多通管件半成品；
[0011]步驟七:將多通管件半成品去除餘量，得到最終成品。
[0012]所述側壁翻邊模具，包括模芯、陽模組、陰模、定位套、導向套、外套及下模板，在下模板上設置有頂出孔，外套固定在下模板的頂部，模芯由壓板和芯體組成，壓板設置在外套的頂部，在外套內的下模板的頂部設置有定位套，陽模組、導向套及陰模設置在定位套內，在陰模上設置有第一凹槽，第一凹槽的型面與多通管件的外型面相對應，導向套設置在陰模的第一凹槽內，在導向套的側壁上設置有若干個導向孔，所述導向孔和第一凹槽的與多通管件的側壁孔相對應的孔一一對應，陽模組由若干個相同結構的陽模組成，且若干個陽模的內側壁形成內錐面，每個陽模的外端均穿過導向套的導向孔、設置在第一凹槽與多通管件的側壁孔相對應的孔內，所述模芯的芯體為倒錐體結構，在導向套的中部設置有與導向孔相連通的第二凹槽，芯體的底端穿過陽模組設置在第二凹槽的底部，若干個陽模的內側壁與芯體的外側壁相接觸。
[0013]所述陰模設置為以多通管件側壁孔的中心所在水平面為分型面的分體結構。
[0014]在所述定位套內、位於定位套與下模板之間設置有頂出塊。
[0015]所述定位套設置為沿軸線對稱的分體結構。
[0016]在所述陽模組的每個陽模底部均設置有凸起，在所述導向套的導向孔底部設置有定位槽，所述凸起設置在定位槽內。
[0017]本發明的有益效果:
[0018]本發明通過多次拉深製備了帶臺階的筒形毛坯，通過側壁翻邊模具實現了0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件的整體成型；加工的產品符合設計圖紙要求，達到了國外同類零件的製造水平。
[0019]本發明適用於特定的0Crl7Ni4Cu4Nb等難成型不鏽鋼材料，解決了小直徑多通管件無法實現整體成型的難題，立足於常規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、焊後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]本發明已成功應用於某航空發動機接口套圈的批量生產中，使用效果很好；近年來，由於0Crl7Ni4Cu4Nb材料在航空發動機中開始逐步擴大使用，本發明對採用同類材料的其它零件的研製具有指導和借鑑意義；隨著0Crl7Ni4Cu4Nb材料鈑金成型件在航空發動機零件中應用量的不斷增加，本發明的指導意義更加突出，將為該材料的推廣應用奠定良好基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為原始毛坯的結構示意圖；
[0022]圖2為筒形毛坯的結構示意圖；
[0023]圖3為預脹形後的筒形毛坯的結構示意圖；
[0024]圖4為圖3的俯視圖；
[0025]圖5為開孔後的毛坯的結構示意圖；
[0026]圖6為底部翻邊後的毛坯的結構示意圖；
[0027]圖7為多通管件半成品的結構示意圖；
[0028]圖8為多通管件成品的結構示意圖；
[0029]圖9為本發明的側壁翻邊模具的結構示意圖；
[0030]圖10為本發明的側壁翻邊模具的導向套的結構示意圖；
[0031]圖11為圖10的剖視圖；
[0032]圖12為本發明的側壁翻邊模具的陰模的結構示意圖；
[0033]圖13為本發明的側壁翻邊模具陽模組的一個陽模的結構示意圖；
[0034]圖14為圖13的側視圖；
[0035]圖15為圖13的俯視圖；
[0036]圖中，I—模芯，11—壓板，12—芯體，2—導向銷，3—陽模組，31—陽模，32—內錐面，33—凸起，34—直筒面，4—導向套，41—第二凹槽，42—導向孔，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。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。
[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:採用圓形板材作為原始毛坯，原始毛坯的結構如圖1所示；
[0040]步驟二:製備筒形毛坯:將原始毛坯採用多次拉深工藝方法製備成帶臺階的筒形毛坯，在筒形毛坯的開口處形成法蘭邊，筒形毛坯的結構如圖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實現並達到設計要求，在翻邊前採用軟陽模成型方式對筒形毛坯的底部和側壁進行預脹形，目的在於預先將主體材料向待翻邊部位流動補充，補償部分翻邊量，避免翻邊時因達到材料成型極限而破裂；預脹形後的筒形毛坯的結構如圖3、圖4所示；
[0042]步驟四:在筒形毛坯的底部開孔，在筒形毛坯的側壁中部開有若干個均勻分布的孔，開孔目的是為後續翻邊做準備，對開孔後的孔邊緣進行尖邊磨圓，目的是減小應力集中，提高翻邊極限，開孔後的毛坯的結構如圖5所示；
[0043]步驟五:對毛坯底部進行翻邊，目的是為使用側壁翻邊模具做準備，底部翻邊後的毛坯的結構如圖6所示；
[0044]步驟六:採用側壁翻邊模具對毛坯的側壁進行翻邊，翻邊後的側壁厚度符合一般公差要求，翻邊後的多通管件半成品的結構如圖7所示；
[0045]步驟七:將多通管件半成品去除餘量，得到最終成品，該成品尺寸符合設計圖樣要求，多通管件成品的結構如圖8所示。
[0046]所述側壁翻邊模具，包括模芯1、陽模組3、導向套4、陰模5、定位套6、外套7及下模板10，在下模板10上設置有頂出孔101，使液壓機頂杆通過頂出孔101將頂出力作用於外套7上，外套7通過螺釘9固定在下模板10的頂部，外套7用於包裹定位套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用於將液壓機垂直向下的力轉為陽模組3脹形的水平力，壓板11設置在外套7的頂部，在外套7內的下模板10的頂部設置有定位套6，定位套6為頂部開口的帶底筒體，陽模組3、導向套4及陰模5設置在定位套6內，陰模5通過定位套6保持其軸向定位，陰模5用於控制翻邊直徑，在陰模5上設置有第一凹槽51，第一凹槽51的型面與多通管件的外型面相對應，導向套4設置在陰模5的第一凹槽51內，在導向套4的側壁上設置有五個導向孔42，所述導向孔42和第一凹槽51的與多通管件的側壁孔相對應的孔一一對應，導向套4用於限制陽模組3向下運動；陽模組3由五個相同結構的陽模31組成，為了給模芯I的芯體12預留移動空間，五個陽模31的內側壁的上部形成內錐面32，內側壁的下部形成直筒面34，每個陽模31的外端均穿過導向套4的導向孔42、設置在第一凹槽51與多通管件的側壁孔相對應的孔內，陽模組3用於對毛坯側壁進行翻邊，所述模芯I的芯體12為倒錐體結構，在導向套4的中部設置有與導向孔42相連通的第二凹槽41，芯體12的底端穿過陽模組3設置在第二凹槽41的底部，五個陽模31的內側壁的上部與芯體12的外側壁相接觸，芯體12能夠沿著陽模31的內側壁的上部上下移動，且在下移時推動陽模組3向外水平移動。
[0047]為保證翻邊後的零件能取出，所述陰模5設置為以多通管件側壁孔的中心所在水平面為分型面的分體結構，且分體結構之間通過導向銷2相連接，防止分體結構之間產生周向相對位置的移動。
[0048]在所述定位套6內、位於定位套6與下模板10之間設置有頂出塊8，頂出塊8通過液壓機頂杆頂起，將陽模組3、導向套4、陰模5及定位套6從外套7中頂出，用於翻邊後取件。
[0049]為保證陽模組3、導向套4及陰模5能夠從定位套6內取出，所述定位套6設置為沿軸線對稱的分體結構。
[0050]為防止陽模組3在水平方向旋轉，在所述陽模組3的每個陽模31底部均設置有凸起33，在所述導向套4的導向孔42底部設置有定位槽43，所述凸起33設置在定位槽43內。
[0051]步驟六中所述採用側壁翻邊模具對毛坯的側壁進行翻邊，具體操作過程如下:
[0052]步驟A:將側壁翻邊模具的模芯I的壓板11固定到液壓機的上滑塊上，下模板10固定到液壓機的下平臺上，下模板10的頂出孔101與液壓機的頂出孔相對應，液壓機的上滑塊上升，帶動模芯I 一同上升、與其下方的部件分離，此時側壁翻邊模具處於打開狀態；
[0053]步驟B:液壓機頂杆上升，推動頂出塊8，進而將陽模組3、導向套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安裝在導向套4的導向孔42內，且陽模組3的外端設置在導向套4的導向孔42的內部；
[0054]步驟C:將底部翻邊後的毛坯套在導向套4的外側壁上，且毛坯的側壁孔與陽模組3相對應，在裝有導向套4和陽模組3的毛坯放入陰模5內，然後將陰模5放置在定位套6內；
[0055]步驟D:、將定位套6放置在外套7內、頂出塊8上，液壓機頂杆回落，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，對毛坯的側壁進行翻邊；
[0057]步驟F:重複操作步驟A，取出多通管件半成品。
【權利要求】
1.一種0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法，其特徵在於具體步驟如下所示: 步驟一:採用板材作為原始毛坯； 步驟二:將原始毛坯製備成筒形毛坯； 步驟三:對筒形毛坯的底部和側壁進行預脹形； 步驟四:在筒形毛坯的底部開孔，在筒形毛坯的側壁中部開有若干個均勻分布的孔； 步驟五:對毛坯底部進行翻邊； 步驟六:採用側壁翻邊模具對毛坯的側壁進行翻邊，形成多通管件半成品； 步驟七:將多通管件半成品去除餘量，得到最終成品。
2.權利要求1所述的0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法採用的側壁翻邊模具，其特徵在於所述側壁翻邊模具，包括模芯、陽模組、陰模、定位套、導向套、外套及下模板，在下模板上設置有頂出孔，外套固定在下模板的頂部，模芯由壓板和芯體組成，壓板設置在外套的頂部，在外套內的下模板的頂部設置有定位套，陽模組、導向套及陰模設置在定位套內，在陰模上設置有第一凹槽，第一凹槽的型面與多通管件的外型面相對應，導向套設置在陰模的第一凹槽內，在導向套的側壁上設置有若干個導向孔，所述導向孔和第一凹槽的與多通管件的側壁孔相對應的孔一一對應，陽模組由若干個相同結構的陽模組成，且若干個陽模的內側壁形成內錐面，每個陽模的外端均穿過導向套的導向孔、設置在第一凹槽與多通管件的側壁孔相對應的孔內，所述模芯的芯體為倒錐體結構，在導向套的中部設置有與導向孔相連通的第二凹槽，芯體的底端穿過陽模組設置在第二凹槽的底部，若干個陽模的內側壁與芯體的外側壁相接觸。
3.根據權利要求2所述的側壁翻邊模具，其特徵在於所述陰模設置為以多通管件側壁孔的中心所在水平面為分型面的分體結構。
4.根據權利要求2所述的側壁翻邊模具，其特徵在於在所述定位套內、位於定位套與下模板之間設置有頂出塊。
5.根據權利要求2所述的側壁翻邊模具，其特徵在於所述定位套設置為沿軸線對稱的分體結構。
6.根據權利要求2所述的側壁翻邊模具，其特徵在於在所述陽模組的每個陽模底部均設置有凸起，在所述導向套的導向孔底部設置有定位槽，所述凸起設置在定位槽內。
【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 優先權日:2014年11月10日
【發明者】段新民, 徐志強, 王立成, 邵天巍, 呂義郎 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司