高溫合金薄壁環(huán)形封閉凹槽的成形方法及裝置

夏敏 杜松

摘要：本文發(fā)明一種成形方法并設(shè)計(jì)相關(guān)夾具來解決零件環(huán)形凹槽兩側(cè)部位成形后無法從夾具中取出的問題，同時(shí)設(shè)計(jì)一種滾輪裝置，并針對(duì)本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)創(chuàng)造一種用車床旋壓成形的加工的方法使?jié)L輪裝置與夾具配合使用來成形環(huán)形凹槽，使零件尺寸精度和平面度達(dá)到使用需求。

關(guān)鍵詞：高溫合金;環(huán)形封閉凹槽;成形;裝置

中圖分類號(hào)：TG249.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）14-0101-03

0? 引言

航空發(fā)動(dòng)機(jī)因其高溫特殊的工作環(huán)境，對(duì)其零件所用材料要求很高以保證長(zhǎng)時(shí)間工作的可靠性。目前高溫合金是航空發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)等主流材料，具有強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、但加工硬化顯著、冷成形困難等特點(diǎn)。且由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)需要，其薄壁鈑金件的復(fù)雜程度越來越高，傳統(tǒng)的成形方法已不能滿足其需要。因此，在原有成形方法的基礎(chǔ)上，已發(fā)展至多樣化。

薄壁環(huán)形封閉高溫合金零件厚度0.5mm，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為環(huán)形封閉的回形凹槽，形狀復(fù)雜且成形空間較小，因此加工需要較高的成形力，局部特征采用傳統(tǒng)鋼模的成形方法成形困難，產(chǎn)品材料為高溫合金具有較高的強(qiáng)度，傳統(tǒng)剛性模具在滿足零件成形壓力的情況下，因?yàn)楫a(chǎn)品形狀的特殊性也無法將夾具從零件中取出，難以滿足設(shè)計(jì)要求。

1? 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及材料特點(diǎn)（圖1）

材料：GH1035;厚度0.5mm。

2? 成形方法及裝置

2.1 要解決的技術(shù)問題

發(fā)明一種夾具來解決零件環(huán)形凹槽兩側(cè)部位成形后無法從夾具中取出的問題，同時(shí)發(fā)明一種滾輪裝置，并針對(duì)本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)創(chuàng)造一種用車床旋壓成形的加工的方法使?jié)L輪裝置與夾具配合使用來成形環(huán)形凹槽，使零件尺寸精度和平面度達(dá)到使用需求。

2.2 成形技術(shù)方案

2.2.1 外側(cè)旋壓夾具旋壓封閉環(huán)形凹槽外側(cè)

如圖2，該夾具主要由六部分組成。

成形撐塊（如圖3所示）設(shè)計(jì)為多個(gè)（1，2，3…）無間隙貼合的活動(dòng)塊，解決成形封閉凹槽后整體撐塊無法從凹槽中取出的問題;臺(tái)階處外輪廓用于成形外側(cè)環(huán)形凹槽，且成形位置設(shè)計(jì)為錐面（角度α°）來抵消凹槽成形后的彈性回彈;內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)為錐形，與斜塊錐度配合。

斜塊固定在底板上，外部輪廓為錐圓結(jié)構(gòu)，與成形撐塊內(nèi)輪廓錐度配合，實(shí)現(xiàn)活動(dòng)成形撐塊可以左右移動(dòng)，方便封閉凹槽被成形后多個(gè)撐塊可以從凹槽中逐一取出。

擋塊對(duì)成形撐塊移動(dòng)進(jìn)行限位，保證封閉凹槽的外徑尺寸。

壓環(huán)將產(chǎn)品壓緊。

外側(cè)旋壓夾具通過底板及定位襯套安裝在車床法蘭盤上，與旋壓滾輪裝置配合使用成形圖1所示外環(huán)形封閉凹槽。

2.2.2 內(nèi)側(cè)旋壓夾具旋壓封閉環(huán)形凹槽內(nèi)側(cè)

如圖3，該夾具主要由七部分組成。

成形撐塊設(shè)計(jì)為多個(gè)（1，2，，3…）無間隙貼合的活動(dòng)塊，解決成形封閉凹槽后整體撐塊無法從凹槽中取出的問題;內(nèi)側(cè)臺(tái)階處輪廓用于成形內(nèi)側(cè)環(huán)形凹槽，成形位置設(shè)計(jì)為錐面（角度α°）來抵消凹槽成形后的彈性回彈，臺(tái)階外輪廓讓開外側(cè)封閉凹槽;外輪廓設(shè)計(jì)為錐形，與斜塊錐度配合。

斜塊，內(nèi)部輪廓為錐圓結(jié)構(gòu)，與成形撐塊外輪廓錐度配合，實(shí)現(xiàn)活動(dòng)成形撐塊可左右移動(dòng)，方便封閉凹槽被成形后多個(gè)撐塊可以從凹槽中逐一取出。

擋塊對(duì)成形撐塊移動(dòng)進(jìn)行限位，保證封閉凹槽的外徑尺寸。

壓環(huán)將產(chǎn)品壓緊，內(nèi)孔對(duì)砂輪進(jìn)行避讓。

內(nèi)側(cè)旋壓夾具通過底板及定位襯套安裝在車床法蘭盤上，與旋壓滾輪裝置配合使用成形圖1所示內(nèi)環(huán)形封閉凹槽。

2.2.3 旋壓滾輪裝置

壓滾輪裝置由四部分組成。

滾輪用于成形內(nèi)、外封閉凹模，長(zhǎng)度方向要對(duì)內(nèi)、外旋壓夾具進(jìn)行避讓;軸承使?jié)L輪實(shí)現(xiàn)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪安裝在軸承上并通過壓板固定在安裝桿上，安裝桿安裝在車床的刀盤上述內(nèi)、外側(cè)旋壓夾具配合使用。

2.2.4 車床旋壓加工方法

將產(chǎn)品定位安裝在外側(cè)旋壓夾具上后將外側(cè)旋壓夾具安裝在車床上，車刀盤固定旋壓滾輪裝置的安裝桿，移動(dòng)車刀盤使旋壓滾輪裝置上的滾輪移動(dòng)至待成形凹槽部位，車床主軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滾輪旋轉(zhuǎn)，旋壓封閉環(huán)形凹槽外側(cè)。

封閉環(huán)形凹槽外側(cè)旋壓成形后，取下產(chǎn)品后將其位安裝在內(nèi)側(cè)旋壓夾具上，將內(nèi)側(cè)旋壓夾具安裝在車床上，車刀盤固定旋壓滾輪裝置的安裝桿，移動(dòng)車刀盤使旋壓滾輪裝置上的滾輪移動(dòng)至待成形凹槽部位，車床主軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滾輪旋轉(zhuǎn)，旋壓封閉環(huán)形凹槽外側(cè)，安裝方式及成形過程如圖4所示。

3? 結(jié)語

摒棄傳統(tǒng)剛模成型的加工方式，創(chuàng)新發(fā)明車床配合夾具旋壓的方法成形封閉凹槽，操作方便可靠。

內(nèi)、外旋壓夾具成形撐塊設(shè)計(jì)為可上下左右移動(dòng)的活動(dòng)塊，解決了利用剛模成形后產(chǎn)品中無法從模具中取出的問題。

成形撐塊成形部位設(shè)計(jì)為為斜面（角度α°）來抵消凹槽成形后的彈性回彈，滿足零件尺寸精度和平面度要求。

本發(fā)明已投入實(shí)際生產(chǎn)，經(jīng)實(shí)踐證明可行，已生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品零件。

參考文獻(xiàn)：

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