一种0Cr17Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的侧壁翻边模具的制作方法
【专利摘要】一种0Cr17Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的侧壁翻边模具，属于0Cr17Ni4Cu4Nb材料成型【技术领域】，特别是涉及一种0Cr17Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的侧壁翻边模具。本发明解决了该类零件无法整体成型、必须分体成型后焊接的难题；零件抗疲劳能力大幅度提高。本发明成型方法具体步骤如下：采用板材作为原始毛坯；将原始毛坯制备成筒形毛坯；对筒形毛坯的底部和侧壁进行预胀形；在筒形毛坯的底部开孔，在筒形毛坯的侧壁中部开孔；对毛坯底部进行翻边；采用侧壁翻边模具对毛坯的侧壁进行翻边；去除余量；所述侧壁翻边模具，包括模芯、阳模组、阴模、定位套、导向套、外套及下模板。
【专利说明】—种OCr 1 7N i 4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的侧壁翻边模具
【技术领域】
[0001]本发明属于0Crl7Ni4Cu4Nb材料成型【技术领域】，特别是涉及一种0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的侧壁翻边模具。
【背景技术】
[0002]0Crl7Ni4Cu4Nb材料是一种常温下塑性很差的不锈钢材料，成型的难度较大，多通管件为结构复杂的阶梯筒形件，其大端直径小于100mm，侧壁带有直径为20?30mm的多处翻边，由于0Crl7Ni4Cu4Nb材料在常温下延伸率只有10%左右，因此，采用0Crl7Ni4Cu4Nb材料的多通管件成型难度很大，现有技术一般采用分体成型后焊接的方法，焊后变形大，翻边不圆，对后续组件使用影响很大，并且影响焊接质量和使用安全性。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法及采用的侧壁翻边模具，该成型方法及采用的侧壁翻边模具解决了该类零件无法整体成型、必须分体成型后焊接的难题；加工精度提高一个数量级，加工效率提高一倍，减少了现有方法中不可避免的焊缝，零件抗疲劳能力大幅度提高。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法，具体步骤如下所示:
[0005]步骤一:采用板材作为原始毛还；
[0006]步骤二:将原始毛坯制备成筒形毛坯；
[0007]步骤三:对筒形毛坯的底部和侧壁进行预胀形；
[0008]步骤四:在筒形毛坯的底部开孔，在筒形毛坯的侧壁中部开有若干个均匀分布的孔；
[0009]步骤五:对毛坯底部进行翻边；
[0010]步骤六:采用侧壁翻边模具对毛坯的侧壁进行翻边，形成多通管件半成品；
[0011]步骤七:将多通管件半成品去除余量，得到最终成品。
[0012]所述侧壁翻边模具，包括模芯、阳模组、阴模、定位套、导向套、外套及下模板，在下模板上设置有顶出孔，外套固定在下模板的顶部，模芯由压板和芯体组成，压板设置在外套的顶部，在外套内的下模板的顶部设置有定位套，阳模组、导向套及阴模设置在定位套内，在阴模上设置有第一凹槽，第一凹槽的型面与多通管件的外型面相对应，导向套设置在阴模的第一凹槽内，在导向套的侧壁上设置有若干个导向孔，所述导向孔和第一凹槽的与多通管件的侧壁孔相对应的孔一一对应，阳模组由若干个相同结构的阳模组成，且若干个阳模的内侧壁形成内锥面，每个阳模的外端均穿过导向套的导向孔、设置在第一凹槽与多通管件的侧壁孔相对应的孔内，所述模芯的芯体为倒锥体结构，在导向套的中部设置有与导向孔相连通的第二凹槽，芯体的底端穿过阳模组设置在第二凹槽的底部，若干个阳模的内侧壁与芯体的外侧壁相接触。
[0013]所述阴模设置为以多通管件侧壁孔的中心所在水平面为分型面的分体结构。
[0014]在所述定位套内、位于定位套与下模板之间设置有顶出块。
[0015]所述定位套设置为沿轴线对称的分体结构。
[0016]在所述阳模组的每个阳模底部均设置有凸起，在所述导向套的导向孔底部设置有定位槽，所述凸起设置在定位槽内。
[0017]本发明的有益效果:
[0018]本发明通过多次拉深制备了带台阶的筒形毛坯，通过侧壁翻边模具实现了0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件的整体成型；加工的产品符合设计图纸要求，达到了国外同类零件的制造水平。
[0019]本发明适用于特定的0Crl7Ni4Cu4Nb等难成型不锈钢材料，解决了小直径多通管件无法实现整体成型的难题，立足于常规成型工艺方法的合理组合，解决了多通管件分体成型不可避免的精度差、焊后变形大及不能满足使用要求等问题，提高多通管件的互换性和使用寿命。
[0020]本发明已成功应用于某航空发动机接口套圈的批量生产中，使用效果很好；近年来，由于0Crl7Ni4Cu4Nb材料在航空发动机中开始逐步扩大使用，本发明对采用同类材料的其它零件的研制具有指导和借鉴意义；随着0Crl7Ni4Cu4Nb材料钣金成型件在航空发动机零件中应用量的不断增加，本发明的指导意义更加突出，将为该材料的推广应用奠定良好基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为原始毛坯的结构示意图；
[0022]图2为筒形毛坯的结构示意图；
[0023]图3为预胀形后的筒形毛坯的结构示意图；
[0024]图4为图3的俯视图；
[0025]图5为开孔后的毛坯的结构示意图；
[0026]图6为底部翻边后的毛坯的结构示意图；
[0027]图7为多通管件半成品的结构示意图；
[0028]图8为多通管件成品的结构示意图；
[0029]图9为本发明的侧壁翻边模具的结构示意图；
[0030]图10为本发明的侧壁翻边模具的导向套的结构示意图；
[0031]图11为图10的剖视图；
[0032]图12为本发明的侧壁翻边模具的阴模的结构示意图；
[0033]图13为本发明的侧壁翻边模具阳模组的一个阳模的结构示意图；
[0034]图14为图13的侧视图；
[0035]图15为图13的俯视图；
[0036]图中，I—模芯，11—压板，12—芯体，2—导向销，3—阳模组，31—阳模，32—内锥面，33—凸起，34—直筒面，4—导向套，41—第二凹槽，42—导向孔，43—定位槽，5—阴模，51 —第一凹槽，6—定位套，7—外套，8—顶出块，9—螺钉，I O—下模板，1I —顶出孔。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0038]如图1?15所示，一种0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法，具体步骤如下所示:
[0039]步骤一:采用圆形板材作为原始毛坯，原始毛坯的结构如图1所示；
[0040]步骤二:制备筒形毛坯:将原始毛坯采用多次拉深工艺方法制备成带台阶的筒形毛坯，在筒形毛坯的开口处形成法兰边，筒形毛坯的结构如图2所示；
[0041]步骤三:去除筒形毛坯的法兰边，为保证筒形毛坯翻边能够实现并达到设计要求，在翻边前采用软阳模成型方式对筒形毛坯的底部和侧壁进行预胀形，目的在于预先将主体材料向待翻边部位流动补充，补偿部分翻边量，避免翻边时因达到材料成型极限而破裂；预胀形后的筒形毛坯的结构如图3、图4所示；
[0042]步骤四:在筒形毛坯的底部开孔，在筒形毛坯的侧壁中部开有若干个均匀分布的孔，开孔目的是为后续翻边做准备，对开孔后的孔边缘进行尖边磨圆，目的是减小应力集中，提高翻边极限，开孔后的毛坯的结构如图5所示；
[0043]步骤五:对毛坯底部进行翻边，目的是为使用侧壁翻边模具做准备，底部翻边后的毛坯的结构如图6所示；
[0044]步骤六:采用侧壁翻边模具对毛坯的侧壁进行翻边，翻边后的侧壁厚度符合一般公差要求，翻边后的多通管件半成品的结构如图7所示；
[0045]步骤七:将多通管件半成品去除余量，得到最终成品，该成品尺寸符合设计图样要求，多通管件成品的结构如图8所示。
[0046]所述侧壁翻边模具，包括模芯1、阳模组3、导向套4、阴模5、定位套6、外套7及下模板10，在下模板10上设置有顶出孔101，使液压机顶杆通过顶出孔101将顶出力作用于外套7上，外套7通过螺钉9固定在下模板10的顶部，外套7用于包裹定位套6，使其在翻边过程中不会因受力而张开；模芯I由压板11和芯体12组成，模芯I用于将液压机垂直向下的力转为阳模组3胀形的水平力，压板11设置在外套7的顶部，在外套7内的下模板10的顶部设置有定位套6，定位套6为顶部开口的带底筒体，阳模组3、导向套4及阴模5设置在定位套6内，阴模5通过定位套6保持其轴向定位，阴模5用于控制翻边直径，在阴模5上设置有第一凹槽51，第一凹槽51的型面与多通管件的外型面相对应，导向套4设置在阴模5的第一凹槽51内，在导向套4的侧壁上设置有五个导向孔42，所述导向孔42和第一凹槽51的与多通管件的侧壁孔相对应的孔一一对应，导向套4用于限制阳模组3向下运动；阳模组3由五个相同结构的阳模31组成，为了给模芯I的芯体12预留移动空间，五个阳模31的内侧壁的上部形成内锥面32，内侧壁的下部形成直筒面34，每个阳模31的外端均穿过导向套4的导向孔42、设置在第一凹槽51与多通管件的侧壁孔相对应的孔内，阳模组3用于对毛坯侧壁进行翻边，所述模芯I的芯体12为倒锥体结构，在导向套4的中部设置有与导向孔42相连通的第二凹槽41，芯体12的底端穿过阳模组3设置在第二凹槽41的底部，五个阳模31的内侧壁的上部与芯体12的外侧壁相接触，芯体12能够沿着阳模31的内侧壁的上部上下移动，且在下移时推动阳模组3向外水平移动。
[0047]为保证翻边后的零件能取出，所述阴模5设置为以多通管件侧壁孔的中心所在水平面为分型面的分体结构，且分体结构之间通过导向销2相连接，防止分体结构之间产生周向相对位置的移动。
[0048]在所述定位套6内、位于定位套6与下模板10之间设置有顶出块8，顶出块8通过液压机顶杆顶起，将阳模组3、导向套4、阴模5及定位套6从外套7中顶出，用于翻边后取件。
[0049]为保证阳模组3、导向套4及阴模5能够从定位套6内取出，所述定位套6设置为沿轴线对称的分体结构。
[0050]为防止阳模组3在水平方向旋转，在所述阳模组3的每个阳模31底部均设置有凸起33，在所述导向套4的导向孔42底部设置有定位槽43，所述凸起33设置在定位槽43内。
[0051]步骤六中所述采用侧壁翻边模具对毛坯的侧壁进行翻边，具体操作过程如下:
[0052]步骤A:将侧壁翻边模具的模芯I的压板11固定到液压机的上滑块上，下模板10固定到液压机的下平台上，下模板10的顶出孔101与液压机的顶出孔相对应，液压机的上滑块上升，带动模芯I 一同上升、与其下方的部件分离，此时侧壁翻边模具处于打开状态；
[0053]步骤B:液压机顶杆上升，推动顶出块8，进而将阳模组3、导向套4、阴模5及定位套6从外套7中顶出，分别打开定位套6、阴模5，将阳模组3安装在导向套4的导向孔42内，且阳模组3的外端设置在导向套4的导向孔42的内部；
[0054]步骤C:将底部翻边后的毛坯套在导向套4的外侧壁上，且毛坯的侧壁孔与阳模组3相对应，在装有导向套4和阳模组3的毛坯放入阴模5内，然后将阴模5放置在定位套6内；
[0055]步骤D:、将定位套6放置在外套7内、顶出块8上，液压机顶杆回落，使定位套6和顶出块8回落到下模板10上；
[0056]步骤E:液压机的上滑块下落，带动模芯I下落，通过模芯I的芯体12推动阳模组3沿水平方向向外移动，对毛坯的侧壁进行翻边；
[0057]步骤F:重复操作步骤A，取出多通管件半成品。
【权利要求】
1.一种0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法，其特征在于具体步骤如下所示: 步骤一:采用板材作为原始毛坯； 步骤二:将原始毛坯制备成筒形毛坯； 步骤三:对筒形毛坯的底部和侧壁进行预胀形； 步骤四:在筒形毛坯的底部开孔，在筒形毛坯的侧壁中部开有若干个均匀分布的孔； 步骤五:对毛坯底部进行翻边； 步骤六:采用侧壁翻边模具对毛坯的侧壁进行翻边，形成多通管件半成品； 步骤七:将多通管件半成品去除余量，得到最终成品。
2.权利要求1所述的0Crl7Ni4Cu4Nb材料多通管件成型方法采用的侧壁翻边模具，其特征在于所述侧壁翻边模具，包括模芯、阳模组、阴模、定位套、导向套、外套及下模板，在下模板上设置有顶出孔，外套固定在下模板的顶部，模芯由压板和芯体组成，压板设置在外套的顶部，在外套内的下模板的顶部设置有定位套，阳模组、导向套及阴模设置在定位套内，在阴模上设置有第一凹槽，第一凹槽的型面与多通管件的外型面相对应，导向套设置在阴模的第一凹槽内，在导向套的侧壁上设置有若干个导向孔，所述导向孔和第一凹槽的与多通管件的侧壁孔相对应的孔一一对应，阳模组由若干个相同结构的阳模组成，且若干个阳模的内侧壁形成内锥面，每个阳模的外端均穿过导向套的导向孔、设置在第一凹槽与多通管件的侧壁孔相对应的孔内，所述模芯的芯体为倒锥体结构，在导向套的中部设置有与导向孔相连通的第二凹槽，芯体的底端穿过阳模组设置在第二凹槽的底部，若干个阳模的内侧壁与芯体的外侧壁相接触。
3.根据权利要求2所述的侧壁翻边模具，其特征在于所述阴模设置为以多通管件侧壁孔的中心所在水平面为分型面的分体结构。
4.根据权利要求2所述的侧壁翻边模具，其特征在于在所述定位套内、位于定位套与下模板之间设置有顶出块。
5.根据权利要求2所述的侧壁翻边模具，其特征在于所述定位套设置为沿轴线对称的分体结构。
6.根据权利要求2所述的侧壁翻边模具，其特征在于在所述阳模组的每个阳模底部均设置有凸起，在所述导向套的导向孔底部设置有定位槽，所述凸起设置在定位槽内。
【文档编号】B21D35/00GK104353735SQ201410632117
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】段新民, 徐志强, 王立成, 邵天巍, 吕义郎 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司