尾锥成型模具及其成型方法技术

本发明专利技术提供了一种尾锥成型模具，包括中心线重合设置的下模板、上模板、凹模和凸模，凹模中心处设置成型槽，凸模静止设置于下模板的顶面上，凹模设置于上模板的底面下；还包括用于控制凹模下移量的限位柱、与成型槽内侧壁相接触的压边圈和使压边圈与成型槽夹持成型毛坯的多个顶杆，多个顶杆分别安装于下模板上并沿周向环绕凸模均布，顶杆均抵顶于压边圈的底边上并驱动压边圈和成型毛坯；至少二个限位柱均布设置于压边圈和下模板之间，根据成型毛坯顶端与凸模锥面在垂直方向的距离确定限位柱顶面与压边圈底面的高度差。本发明专利技术提供的尾锥模具能将尾锥的成品率由50％提高到100％且合格率经多次反复验证，效果稳定。

【技术实现步骤摘要】
尾锥成型模具及其成型方法
本专利技术涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种尾锥成型模具及其成型方法。
技术介绍
在航空发动机上尾锥类零件应用普遍，尾锥的结构可以为单一锥形曲面或同时包含锥面、过渡圆弧面和圆柱面的尾锥。如图1所示的尾锥100’中同时包含锥面110’、过渡圆弧面120’和圆柱面130’。尾锥100’使用时常需要将零件的两端与安装边等零件焊接。焊接组装如图2所示，尾锥100’插入待焊接零件200’中。尾锥100’与待焊接零件200’的焊接点为A处和B处(A、B处实为尾锥1’与待焊接零件2’的相接面)。A处为点焊，B处为滚焊。为保证焊接后零件与尾锥之间的连接质量，因此对尾锥与零件之间的配合尺寸的精度要求较高。尾锥的成型，以往均通过将凸模与凹模相互挤压得到具有相应形状的尾锥。参见图3是压合表面为可形成尾锥100’中锥面110’、过渡圆弧面120’和圆柱面130’的成型毛坯300’，成型毛坯300’是用扇形料卷圆焊接的锥形环形坯料。参见图4为成型模具，成型模具包括下模板410’、穿设于下模板410’中心处的顶杆420’、固定于下模板410’顶面上的凹模430’、可移动的安装于凹模430’中心处的顶块440’、正对下模板410’设置的上模板460’和安装于上模板460’上并朝向下模板410’延伸的凸模450’。顶杆420’、顶块440’、凸模450’和成型毛坯300’的中心线相重合。凹模430’下部与凸模450’相配合处的间隙为所用毛坯300’材料厚度的1～1.1倍。成型时，首先起动液压成型机退下缓冲；将成型毛坯300’放入顶块440’中并放正。然后凸模450’下压直到使成型毛坯300’和顶块440’完全贴合，冲压后完成成型毛坯300’形成所需尾锥的形状，凸模450’上升后顶块440’在顶杆420’的推动作用下，将所得尾锥顶出凹模430’。采用上述方法制备尾锥时，成型毛坯300’无法在形成锥面的同时形成无压边拉深，口部尺寸Φ171成型后回弹量大且呈喇叭形，实际尺寸最大处可达Φ172以上，无法满足尺寸精度要求。在冲压时，成型毛坯300’的锥形料卷圆焊接后易形成不规则形状，当将成型毛坯300’放入模具中时，难以保证成型毛坯300’中心线与模具中心线对正，使得所得尾锥的锥面在成型过程中出现“多余料”。参见图5，图5中C点为贴模后材料挤压叠加处，由于多余料的存在，导致尾锥C点处多余料之间出现叠加，导致零件报废。由于焊接的锥形毛坯形状不很规则，定位不准确，成型时易造成小头偏歪，，偏歪较多时在凸、凹模贴模后材料可能挤压叠加造成零件报废。成型时成型毛坯300’处于自由状态，拉深力和锥面的胀形力难以调整控制，为保证两端加工余量，零件毛坯尺寸只能通过试模修正调整。工时延长且浪费材料。尾锥中圆柱面130’的长度较长时，尾锥口部容易起皱，导致产品报废，成品合格率低。
技术实现思路
本专利技术提供一种尾锥成型模具及其成型方法，以解决现有技术中成型毛坯形状不规则，无法准确定位造成毛坯成型后毛坯顶部偏歪，偏歪较多时在凸、凹模贴模后材料可能挤压叠加造成零件报废的技术问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种尾锥成型模具，包括中心线重合设置的下模板、上模板、凹模和凸模，凹模中心处设置成型槽，凸模固定设置于下模板的顶面上，凹模设置于上模板的底面上；还包括在锥面成型过程中用于控制凹模下移量的限位柱、与成型槽内侧壁相配合的压边圈和使压边圈与成型槽夹持成型毛坯的多个顶杆，顶杆安装于下模板上并沿凸模周向均布，顶杆抵顶于压边圈的底边上并驱动压边圈和成型毛坯沿其轴向移动；成型毛坯的锥角与压边圈的锥角相同；限位柱安放于上模板上，锥面成型前，压边圈的锥面上缘与凸模的锥面下缘对齐。进一步地，限位柱高度H3＝H2-H1，其中H2为压边圈底面与下模板的顶面之间的垂直距离，H1为限位柱的顶面与压边圈底面的高度差，H1＝H+0～1mm，H为成型毛坯顶端平台到凸模锥面的垂直距离。进一步地，凹模包括凹模壁和容纳于凹模壁内并沿凹模轴向滑动的卸料块，卸料块底面上设有锥面成型用槽。进一步地，凹模壁底部侧壁上设有环形槽，卸料块顶部外侧壁垂直卸料块的侧壁向外延伸形成卡接凸块，卡接凸块可在环形槽内滑动，并可抵接于环形槽的台阶面上。进一步地，还包括驱动卸料块的卸料杆，卸料杆安装于上模板的中心处，卸料杆的中心线与凹模的中心线重合。进一步地，还包括用于在压边圈与凹模对应锥面间形成成型毛坯厚度1.1倍间隙的限位环，限位环放置于压边圈平台与凹模底面之间。进一步地，压边圈包括与凸模锥面相配合的圆锥部和与凹模底面配合的压紧部，压紧部一体成型于圆锥部的底部外壁上；顶杆抵接于压紧部的底面上。根据本专利技术的另一方面还提供了一种使用如上述模具成型尾锥的方法，包括依序进行的锥面成型步骤、圆柱面成型步骤和卸料步骤，锥面成型步骤包括以下步骤：S1：在凸模上依次叠置压边圈和成型毛坯，使压边圈的锥面上端面与凸模的锥面下端面平齐；S2：将多个限位柱均布于压边圈下方，驱动凹模、压边圈和成型毛坯协同向下模板运动至压边圈底面与限位柱的顶面贴合时停止，得到具有锥面的尾锥毛坯。进一步地，圆柱面成型步骤包括以下步骤：S3：撤去限位柱，在压紧部的顶面与凹模底面之间放置限位环，驱动凹模和压边圈夹持尾锥毛坯并继续向下模板运动；S4：下行运动顶杆的顶面与下模板的顶面平齐时，得到具有锥面和圆柱面的尾锥。进一步地，卸料步骤包括以下步骤：S5：驱动上模板远离下模板；S6：卸料杆驱动卸料块在凹模内滑动，将尾锥推出凹模。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的尾锥成型模具，使凹模向凸模运行成型，将锥面自由成型及口部无压边拉深调整为锥面压边拉伸、胀形，同时配合限位柱，防止成型过程中锥面毛坯下拉不够产生多余料或下拉过度产生裂纹或者引起孔尺寸超差，减少废品的出现，提高所得产品的成品率。满足组件焊接对组合间隙或对接错位要求。还提高零件成型的稳定性，提高零件合格率及加工效率，缩短零件研制周期、降低研制成本。2、本专利技术提供的尾锥成型模具，通过卸料块自动导正毛坯，提高定位精度，减少加工余料的产生。3、本专利技术提供的上述尾锥成型模具的使用方法通过控制上模下压的位置，控制毛坯锥型面的形状、尺寸，防止过度拉伸和挤压的出现，成品率从50％提高到100％且合格率经多次反复实验结果稳定。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是现有技术所用尾锥结构示意图；图2是现有技术中尾锥与零件连接示意图；图3是图1中所示尾锥成型所用成型毛坯示意图；图4是现有技术中尾锥成型工艺使用状态示意图；图5是现有技术中尾锥成型工艺多余料叠加处示意图；以及图6是本专利技术提供的尾锥成型模具主视剖视示意图；图7是图6中H点放大示意图；图8是压边圈主视示意图；图9是限位环主视示意图；图10是图6中A点的放大示意图。图例说明：100、下模板；210、第一顶杆；220、第二顶杆；300、压边圈；310、圆锥部；320、压紧部；400、限位环；500、凸模；510、锥面成型部；600、凹模；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尾锥成型模具，包括中心线重合设置的下模板(100)、上模板(900)、凹模(600)和凸模(500)，所述凹模(600)中心处设置成型槽(610)，其特征在于，所述凸模(500)固定设置于所述下模板(100)的顶面上，所述凹模(600)设置于所述上模板(900)的底面上；还包括在锥面成型过程中用于控制所述凹模(600)下移量的限位柱(110)、与所述成型槽(610)内侧壁相配合的压边圈(300)和使所述压边圈(300)与所述成型槽(610)夹持成型毛坯(700)的多个顶杆(210)，所述顶杆安装于所述下模板(100)上并沿所述凸模(500)周向均布，所述顶杆抵顶于所述压边圈(300)的底边上并驱动所述压边圈(300)和所述成型毛坯(700)沿其轴向移动；所述成型毛坯(700)的锥角与所述压边圈(300)的锥角相同；所述限位柱(110)安放于所述上模板(100)上，锥面成型前，所述压边圈(300)的锥面上缘与所述凸模(500)的锥面下缘对齐。

【技术特征摘要】
1.一种尾锥成型模具，包括中心线重合设置的下模板(100)、上模板(900)、凹模(600)和凸模(500)，所述凹模(600)中心处设置成型槽(630)，其特征在于，所述凸模(500)固定设置于所述下模板(100)的顶面上，所述凹模(600)设置于所述上模板(900)的底面上；还包括在锥面成型过程中用于控制所述凹模(600)下移量的限位柱(110)、与所述成型槽(630)内侧壁相配合的压边圈(300)和使所述压边圈(300)与所述成型槽(630)夹持成型毛坯(700)的多个顶杆，所述顶杆安装于所述下模板(100)上并沿所述凸模(500)周向均布，所述顶杆抵顶于所述压边圈(300)的底边上并驱动所述压边圈(300)和所述成型毛坯(700)沿其轴向移动；所述成型毛坯(700)的锥角与所述压边圈(300)的锥角相同；所述限位柱(110)安放于所述下模板(100)上，锥面成型前，所述压边圈(300)的锥面上缘与所述凸模(500)的锥面下缘对齐。2.根据权利要求1所述的尾锥成型模具，其特征在于，所述限位柱(110)高度H3＝H2-H1，其中所述H2为所述压边圈(300)底面与所述下模板(100)的顶面之间的垂直距离，所述H1为所述限位柱(110)的顶面与所述压边圈(300)底面的高度差，H1＝H+0～1mm，H为所述成型毛坯(700)顶端平台到所述凸模(500)锥面的垂直距离。3.根据权利要求1所述的尾锥成型模具，其特征在于，所述凹模(600)包括凹模壁(620)和容纳于所述凹模壁(620)内并沿所述凹模(600)轴向滑动的卸料块(800)，所述卸料块(800)底面上设有锥面成型用槽。4.根据权利要求3所述的尾锥成型模具，其特征在于，所述凹模壁(620)底部侧壁上设有环形槽，所述卸料块(800)顶部外侧壁垂直所述卸料块(800)的侧壁向外延伸形成卡接凸块，所述卡接凸块可在所述环形槽内滑动，并可抵接于所述环形槽的台阶面上。5.根据权利要求3或4所述的尾锥成型模具，其特征在于，还包括驱动所述卸料块(800)的卸料杆(910)，所述卸料杆(910)安装于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李又春，李玲，向建华，
申请(专利权)人：中国南方航空工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43