一种深U型零件一体化成型工装及方法与流程

本发明涉及燃气轮加工技术领域，特别是涉及一种深u型零件一体化成型工装及方法。

背景技术：

燃气轮机排气缸翼型体盖板起压制和支撑隔热棉的作用，材料为厚度2mm的347不锈钢，呈深u型结构，如图1所示。为了提高结构在高温高压及振动工况下的稳定性，将原有的上l型结构焊接形式改为一体化成型形式。常规成型方式要么对设备能力有较高的要求，要么需要设计制作复杂的专用模具，仅仅依靠现有的加工设备和工艺，无法满足此零件的加工使用需要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种深u型零件一体化成型工装及方法，通过分解成型步骤，设计相应的成型模具，保证了通过采用此工装和方法，能够以较小的成本完成深u型零件的一体化成型，满足产品的尺寸要求。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种深u型零件一体化成型工装，它包括用于对翼型体盖板进行成型的下模具结构，所述下模具结构与上模具结构相配合。

所述下模具结构采用矩形块，所述矩形块的中心部位加工有用于成型的模腔，所述模腔的一端为大u型端，另一端为小u型端；所述大u型端用于和翼型体盖板的大开口端相配合，所述小u型端用于对和翼型体盖板的小开口端相配合。

所述模腔整体呈等腰梯形空腔结构，所述等腰梯形空腔结构与翼型体盖板的u型折弯部相匹配，所述u型折弯部的两侧折弯形成对称布置的第一折弯板和第二折弯板。

所述上模具结构包括成型模头，所述成型模头的外形与下模具结构的模腔相匹配，所述成型模头的顶部中心线部位通过焊点焊接固定有承压立板，所述承压立板在成型过程中与油压机上胎相接触。

所述成型模头与模腔组合之后，在其两侧分别形成2-3mm宽的间隙，以使得翼型体盖板正好进入两者间隙中。

所述模腔沿其中心轴线的长度大于翼型体盖板的u型折弯部的长度至少10mm。

一体化成型工装对深u型零件成型的方法，包括以下步骤：

步骤一：根据待成型的翼型体盖板的尺寸设计相应的下模具结构和上模具结构，使用数控切割的方式切割梯形内轮廓及矩形外轮廓，打磨清理割渣，进而在下模具结构上形成模腔，在上模具结构上形成成型模头；

步骤二：在上模具结构的下平面的两条长边加工出圆角，并使得圆角与u型折弯部的内倒角部位相匹配；

步骤三：在上模具结构的顶端，焊接固定承压立板；

步骤四：按照图纸尺寸对翼型体盖板进行下料，形成坯料板；

步骤五：按照成型尺寸在坯料板上画出两条折弯线，根据u型折弯部内倒角的尺寸，选择相应的折边机模具，依次将两处夹角都分别预折至角度p；

步骤六：将上模具结构与油压机的油压机上胎连接，下模具结构放在油压机下胎上，上下模对正，将初步折弯的坯料板平放至下模具结构的顶部，两处折弯位置正好与梯形内轮廓模腔的两条长边对齐；

步骤七：控制油压机下压，上下模对坯料板施压，进而将其压入下模具结构内部，通过成型模头与模腔的配合，达到成型目的，最终形成翼型体盖板。

所述步骤五中角度p的取值为130°-135°。

本发明有如下有益效果：

1、通过本发明的一体化成型工装能够用于深u型零件的一体化成型，通过将深u型零件的成型分解为两道不同的工序，第一步使用折边机预折两个直角位置至约135°；二次油压则设计简单的工装模具，因为深u型零件底部呈梯形，通过使用数控切割设备在一块方板上切割出与深u型零件底部相同的梯形轮廓，油压时梯形内轮廓作为上模，梯形外轮廓下平面焊接一块方板作为下模，对预折过的零件进行二次油压，使达到图纸的尺寸要求，进而有效提高了零件的成型效率。

2、通过本发明的下模具结构和上模具结构之间的配合，最终能够实现零件的一次性成型。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明待成型的翼型体盖板整体结构图。

图2为本发明翼型体盖板平面图。

图3为本发明下模具结构俯视图。

图4为本发明下模具结构和上模具结构配合之后的俯视图。

图5为本发明图4中c-c视图。

图6为本发明在初步成型时的状态图。

图7为本发明在成型之后的状态图。

图中：翼型体盖板1、下模具结构2、成型模头3、承压立板4、焊点5、油压机上胎6、坯料板7、上模具结构8、底板9；

第一折弯板101、第二折弯板102、u型折弯部103、大开口端104、小开口端105；

大u型端201、矩形块202、模腔203、小u型端204。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

参见图1-7，一种深u型零件一体化成型工装，它包括用于对翼型体盖板1进行成型的下模具结构2，所述下模具结构2与上模具结构8相配合。通过上述的下模具结构2和上模具结构8之间的配合，最终能够实现零件的一次性成型。有效提高了零件的成型效率和质量。能够以较小的成本完成深u型零件的一体化成型，满足产品的尺寸要求。

进一步的，所述下模具结构2采用矩形块202，所述矩形块202的中心部位加工有用于成型的模腔203，所述模腔203的一端为大u型端201，另一端为小u型端204；所述大u型端201用于和翼型体盖板1的大开口端104相配合，所述小u型端204用于对和翼型体盖板1的小开口端105相配合。通过上述的模腔203其刚好与翼型体盖板1的外形结构相匹配，进而便于对其外形进行成型。

进一步的，所述模腔203整体呈等腰梯形空腔结构，所述等腰梯形空腔结构与翼型体盖板1的u型折弯部103相匹配，所述u型折弯部103的两侧折弯形成对称布置的第一折弯板101和第二折弯板102。

进一步的，所述上模具结构8包括成型模头3，所述成型模头3的外形与下模具结构2的模腔203相匹配，所述成型模头3的顶部中心线部位通过焊点5焊接固定有承压立板4，所述承压立板4在成型过程中与油压机上胎相接触。通过上述的上模具结构8能够用于和下模具结构2相配合，进而保证了在施压过程中，实现翼型体盖板1的成型。

进一步的，所述成型模头3与模腔203组合之后，在其两侧分别形成2-3mm宽的间隙，以使得翼型体盖板1正好进入两者间隙中。通过上述的尺寸配合关系，保证了在成型过程中，翼型体盖板1的厚度尺寸刚好与两者的间隙相配合，进而保证了成型过程。

进一步的，所述模腔203沿其中心轴线的长度大于翼型体盖板1的u型折弯部103的长度至少10mm。通过预留一定的长度，保证了油压机能够顺利的穿过。

实施例2：

一体化成型工装对深u型零件成型的方法，包括以下步骤：

步骤一：根据待成型的翼型体盖板1的尺寸设计相应的下模具结构2和上模具结构8，使用数控切割的方式切割梯形内轮廓及矩形外轮廓，打磨清理割渣，进而在下模具结构2上形成模腔203，在上模具结构8上形成成型模头3；

步骤二：在上模具结构8的下平面的两条长边加工出圆角，并使得圆角与u型折弯部103的内倒角部位相匹配；

步骤三：在上模具结构8的顶端，焊接固定承压立板4；

步骤四：按照图纸尺寸对翼型体盖板1进行下料，形成坯料板7；

步骤五：按照成型尺寸在坯料板7上画出两条折弯线，根据u型折弯部103内倒角的尺寸，选择相应的折边机模具，依次将两处夹角都分别预折至角度p；

步骤六：将上模具结构8与油压机的油压机上胎6连接，下模具结构2放在油压机下胎上，上下模对正，将初步折弯的坯料板7平放至下模具结构2的顶部，两处折弯位置正好与梯形内轮廓模腔203的两条长边对齐；

步骤七：控制油压机下压，上下模对坯料板7施压，进而将其压入下模具结构2内部，通过成型模头3与模腔203的配合，达到成型目的，最终形成翼型体盖板1。

进一步的，所述步骤五中角度p的取值为130°-135°。通过上述的角度关系，保证了后续成型过程中，能够将坯料板7刚好定位在模腔203的顶部。

实施例3：

本实施例以7f.04燃气轮机排气缸翼型体盖板为例。

1.工装设计，7f.04翼型体盖板的具体结构如图2，尺寸为：两个截面的底部宽度分别为80mm和55mm，两截面距离为470mm，根据这三个尺寸绘制出长边80mm，短边55mm，高度470mm的等腰梯形，由于两个截面距离端部的尺寸分别为115mm和70mm，将等腰梯形的两条斜边进行延伸至120mm和75mm的位置，两端分别放长5mm为零件油压留出足够的空间，得到切割的内轮廓，即形成成型模头3的外轮廓，将梯形四边最高点各向外偏移100mm，得到切割的矩形外轮廓，即矩形块202，如图3所示。如果选用50mm钢板制作，切割梯形内轮廓时在上下模之间形成3mm宽割缝，油压时2mm盖板正好可以进入3mm间隙中，保证油压过程的实施。

2.工装制作，选择厚度50mm钢板，材质q235b，使用数控切割的方式切割梯形内轮廓及矩形外轮廓，打磨清理割渣，从图2中可以看到盖板两夹角位置呈r14圆角，将梯形上模下平面的两条长边加工出r14圆角，然后在上平面上焊接一块20*410*659，大于盖板最大宽度444，上模厚度50，矩形板，完整的上模制作完成，在矩形下模下方焊接一块20*300*880的底板9，完整的下模制作完成，如图4所示。

3.盖板成型，按照图纸尺寸展开激光下料，然后按照成型尺寸在下料零件上画出两条折弯线，根据根部的r14选择合适的折边机胎具，依次将两处夹角预折至135°，然后将上模结构与油压机上胎连接，下模结构放在油压机平台上，上下模对正，零件平放至下模，两处135夹角位置正好与梯形内轮廓的两条长边对齐，控制油压机下压，上下模对零件施压，零件达到成型目的，如图6-7所示。