本發(fā)明涉及薄壁零件成型，具體地，涉及一種薄壁錐形件成型方法及其一次翻邊成型模具。

背景技術(shù)：

1、機械領域?qū)Ρ”阱F形件成型時，例如對壁厚約0.6mm，錐角約16°的薄壁錐形件進行加工，在拉深成形過程中，由于錐面懸空區(qū)(除法蘭邊和錐底外的中間壁面區(qū)域)的存在均容易起皺，質(zhì)量不穩(wěn)定，無論是采用硬模一次拉深或多次拉深，或采用充液拉深，最終同樣存在懸空區(qū)容易起皺的問題。

2、說明書附圖5示出另一種薄壁錐形件的成型過程，采用快速拉深法拉成，按圖中給出的尺寸示例，第一道工序先將直徑為325mm的圓毛坯拉深成內(nèi)徑為178mm的圓筒形件；第二道工序拉成直徑為錐形件的平均直徑，高度等于錐形件高度的帶凸緣筒形件，見圖5中的a圖。為了保證材料有良好的塑性，每次拉深后，進行中間退火；第三道工序?qū)A筒形件直接壓成錐形件，如圖5中的b圖。

3、上述錐形件的錐體成形過程如圖6所示，當凸模向下運動，剛與帶凸緣筒形坯件接觸時，坯件在凸模錐面的導引下，首先自動對中；凸模繼續(xù)下降，坯件在壓力作用下，a區(qū)與b區(qū)同時開始變形，a區(qū)材料在壓力f的作用下，沿凹模斜面順箭頭方向向上流動，同時b區(qū)材料順箭頭方向向下流動，其變形相當于內(nèi)翻邊過程；當凸模到達下死點時，錐形件即被壓成。

4、由于上述a區(qū)材料在變形過程中是直徑變小、處于壓應力狀態(tài)；同時b區(qū)材料的向下壓力施加在零件側(cè)壁，因此材料較薄時會失穩(wěn)起皺，無法實現(xiàn)該類薄壁錐形件壁厚均勻的快速高質(zhì)量成形。

5、公開號為cn101733338a的專利公開一種超深錐形薄壁件成型工藝，工藝步驟如下：(1)落料沖盂：將低碳鋼材料的條料表面涂上潤滑油后放入帶有壓邊圈的落料沖盂模內(nèi)進行沖壓，表示工件拉深變形程度的拉伸系數(shù)即落料沖盂后孔徑d÷落料直徑d在0.48～0.5，其孔底部圓角r＝(d-d1)×3÷2；(2)變薄拉深：將落料沖盂后的工件表面涂上潤滑油后放入變薄拉深模中進行變薄拉深，變薄拉深后孔徑等于成品錐形孔大端內(nèi)徑，且筒壁厚度等于成品壁厚度，同時保證變薄拉伸系數(shù)即變薄拉深后壁厚t′÷變薄拉深前壁厚t在0.75～0.8范圍內(nèi)，底部圓角r1＝(d1-d2)÷2；(3)切口：在機床上對工件切口，切口后工件體積與成品體積相同，切口長度按體積相等換算而成，切口前余量為2mm～4mm；(4)連續(xù)三次拉錐：將切口后的工件表面涂上潤滑油后放入拉錐模中進行第一、第二和第三次拉錐，每次拉伸的工件變形部位拉伸系數(shù)即本次拉錐后小端孔徑÷拉深前孔徑控制在0.75～0.8，工件錐形孔角度和大端內(nèi)徑與成品錐形孔角度及大端內(nèi)徑相同，錐孔小端與圓柱孔的過渡圓角大小約等于本次拉錐圓柱孔徑的兩倍，底部圓角r值為拉錐前孔徑與拉錐后孔徑之差的一半；(5)無氧退火：將三次拉錐后的工件放入真空爐內(nèi)，加熱至500℃～550℃，保溫1小時，隨爐冷卻到室溫后出爐；(6)繼續(xù)拉錐，工藝條件控制與第一、二、三次拉錐一樣，直到獲得產(chǎn)品規(guī)定的形狀和尺寸。其特點是通過拉錐采取大端錐孔先成型、小端圓柱孔徑逐步縮小并結(jié)合中間無氧退火處理，解決了超深錐形薄壁件成型難問題；采取拉錐前工件筒壁變薄拉深，后續(xù)工序利用拉錐時工件底部圓角部局部變薄特點，將小端圓柱孔徑逐步縮小，使工件壁厚變化均勻。

6、上述專利涉及提升薄壁錐形件壁厚均勻性的成型過程，但其成型過程復雜，全程通過拉深成型，錐面需要分成多次拉深，雖然能在一定程度上降低起皺缺陷，但仍無法杜絕起皺現(xiàn)象，且無法快速成型出錐形件。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能有效防止成型過程中失穩(wěn)起皺，并能快速成型的薄壁錐形件成型方法。

2、本發(fā)明同時提供一種實現(xiàn)上述薄壁錐形件成型方法的一次翻邊成型模具。

3、本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

4、一種薄壁錐形件成型方法，將坯料拉深成帶法蘭邊的圓筒件后，再翻邊成型出錐形件，所述圓筒件的圓筒直徑為錐形件錐底直徑的1～1.1倍，翻邊成型過程中，以錐形件的中性層長度為基礎設計圓筒件的高度，使錐形件的錐面懸空區(qū)為拉伸變形成型。

5、進一步地，所述圓筒件的圓筒直徑為錐形件錐底直徑的1倍。

6、更進一步地，所述圓筒件高度h的確定原則為：定義錐形件錐口包含法蘭圓角在內(nèi)的直徑為d1，錐底直徑為d2，在圓筒件法蘭邊上選定直徑d1位置，則所述位置至圓筒件筒底圓角末端的中性層長度和錐形件直徑d1處至錐底圓角末端的中性層長度相等。

7、再進一步地，所述拉深次數(shù)根據(jù)錐形件錐底直徑和圓筒件的展開尺寸確定。

8、進一步地，拉深操作采用硬模拉深成形。

9、進一步地，拉深操作采用充液拉深成形。

10、一種應用于上述薄壁錐形件成型方法的一次翻邊成型模具，包括凹模和凸模板，所述凸模板上設有凸模、頂桿、壓邊圈和定位塊，所述頂桿貫穿凸模板后和壓邊圈連接，所述壓邊圈可被頂桿控制移動，所述定位塊可拆卸設置在凸模頂部，定位塊由一彈性控制部控制沿模具軸向發(fā)生遠離凸模的移動，并隨著凹模和凸模合模而逐步復位，所述彈性控制部貫穿凸模。

11、進一步地，所述彈性控制部包括和定位塊相接的限位桿及套設在限位桿外周的彈簧。

12、更進一步地，所述限位桿為限位螺栓，所述定位塊上設有和限位螺栓適配的螺紋孔。

13、進一步地，所述圓筒件置于模具上進行翻邊操作時，圓筒件法蘭邊貼設在壓邊圈第一表面，且圓筒件和凸模同軸放置，沿模具軸向，此時所述壓邊圈第一表面具有低于定位塊背離凸模的表面的高度尺寸h，所述高度尺寸h大于法蘭圓角尺寸。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

15、1)本成型方法將錐面懸空區(qū)的變形方式由傳統(tǒng)壓縮變形變更為了拉伸變形，從源頭上避免發(fā)生起皺的可能。

16、2)成型模具通過對圓筒件精確定位進行翻邊，能確保零件翻邊時對稱均勻，實現(xiàn)錐形件的一次精確成型，且有效規(guī)避傳統(tǒng)成型的起皺和破裂問題。

技術(shù)特征：

1.一種薄壁錐形件成型方法，其特征在于，將坯料拉深成帶法蘭邊的圓筒件后，再翻邊成型出錐形件，所述圓筒件的圓筒直徑為錐形件錐底直徑的1～1.1倍，翻邊成型過程中，以錐形件的中性層長度為基礎設計圓筒件的高度，使錐形件的錐面懸空區(qū)為拉伸變形成型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁錐形件成型方法，其特征在于，所述圓筒件的圓筒直徑為錐形件錐底直徑的1倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄壁錐形件成型方法，其特征在于，所述圓筒件高度h的確定原則為：定義錐形件錐口包含法蘭圓角在內(nèi)的直徑為d1，錐底直徑為d2，在圓筒件法蘭邊上選定直徑d1位置，則所述位置至圓筒件筒底圓角末端的中性層長度和錐形件直徑d1處至錐底圓角末端的中性層長度相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄壁錐形件成型方法，其特征在于，所述拉深次數(shù)根據(jù)錐形件錐底直徑和圓筒件的展開尺寸確定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁錐形件成型方法，其特征在于，拉深操作采用硬模拉深成形。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁錐形件成型方法，其特征在于，拉深操作采用充液拉深成形。

7.一種應用于權(quán)利要求1～6任意一項所述的薄壁錐形件成型方法的一次翻邊成型模具，其特征在于，包括凹模和凸模板，所述凸模板上設有凸模、頂桿、壓邊圈和定位塊，所述頂桿貫穿凸模板后和壓邊圈連接，所述壓邊圈可被頂桿控制移動，所述定位塊可拆卸設置在凸模頂部，定位塊由一彈性控制部控制沿模具軸向發(fā)生遠離凸模的移動，并隨著凹模和凸模合模而逐步復位，所述彈性控制部貫穿凸模。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一次翻邊成型模具，其特征在于，所述彈性控制部包括和定位塊相接的限位桿及套設在限位桿外周的彈簧。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一次翻邊成型模具，其特征在于，所述限位桿為限位螺栓，所述定位塊上設有和限位螺栓適配的螺紋孔。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一次翻邊成型模具，其特征在于，所述圓筒件置于模具上進行翻邊操作時，圓筒件法蘭邊貼設在壓邊圈第一表面，且圓筒件和凸模同軸放置，沿模具軸向，此時所述壓邊圈第一表面具有低于定位塊背離凸模的表面的高度尺寸h，所述高度尺寸h大于法蘭圓角尺寸。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種薄壁錐形件成型方法及其一次翻邊成型模具，其中成型方法為將坯料拉深成帶法蘭邊的圓筒件后，再翻邊成型出錐形件，所述圓筒件的圓筒直徑為錐形件錐底直徑的1～1.1倍，翻邊成型過程中，以錐形件的中性層長度為基礎設計圓筒件的高度，使錐形件的錐面懸空區(qū)為拉伸變形成型。本成型方法將錐面懸空區(qū)的變形方式由傳統(tǒng)壓縮變形變更為了拉伸變形，從源頭上避免發(fā)生起皺的可能。成型模具通過對圓筒件精確定位進行翻邊，能確保零件翻邊時對稱均勻，實現(xiàn)錐形件的一次精確成型，且有效規(guī)避傳統(tǒng)成型的起皺和破裂問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李又春,謝強,張運鑫,袁加林
受保護的技術(shù)使用者：中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30