本發(fā)明屬于鈑金成形加工制造領(lǐng)域，涉及基于薄板加工的高精度襯套加工方法。

背景技術(shù)：

1、因襯套具有緩沖、支撐、密封等作用，能夠達(dá)到減少磨損、減緩振動(dòng)、降低噪音以及防腐蝕效果。同時(shí)，襯套本身在損壞后更換方便、成本低、經(jīng)濟(jì)性好，而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。根據(jù)襯套應(yīng)用的場(chǎng)合各不相同，襯套材質(zhì)的種類也不盡相同，常用的材質(zhì)多是軟質(zhì)的金屬、橡膠、尼龍及非金屬聚合物等，而金屬襯套因其使用高精度裝配的需求，故對(duì)襯套壁厚，特別是襯套直徑提出高精度尺寸需求，常采用機(jī)械加工的方式來(lái)保證。而機(jī)械加工通常以棒材為原材料，通過(guò)鉆孔、車削、磨削、拋光、熱處理等工序保障襯套的精度。顯而易見(jiàn)，襯套類零件材料利用率極低，并隨著襯套直徑的增加，材料利用率進(jìn)一步降低。況且，現(xiàn)有棒材的直徑限制了大直徑襯套的加工。若為了提高材料利用率或是減少加工量而采用管件毛坯，部分管件毛坯材質(zhì)性能還無(wú)法滿足使用需求。同時(shí)，因?yàn)橐r套壁厚相對(duì)較薄，加工及熱處理過(guò)程中因零件自身剛性不足，常常引起產(chǎn)品形變而造成超差。為解決上述金屬類薄壁襯套機(jī)加工過(guò)程中材料利用率低、加工周期長(zhǎng)、質(zhì)量不穩(wěn)定，同時(shí)擺脫因襯套直徑尺寸過(guò)大而導(dǎo)致原材料短缺的現(xiàn)狀，而提出一種基于薄板加工的高精度襯套加工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)上述提出的金屬類薄壁襯套機(jī)加工過(guò)程中材料利用率低、加工周期長(zhǎng)、質(zhì)量不穩(wěn)定，同時(shí)擺脫因襯套直徑尺寸過(guò)大而導(dǎo)致原材料短缺的現(xiàn)狀，而提出一種基于薄板加工的高精度襯套加工方法，來(lái)增強(qiáng)薄壁高精度襯套的加工能力，彌補(bǔ)原材料短缺的不足，為薄壁襯套類零件加工提供一種新的方法。

2、本發(fā)明是以金屬薄板為原材料，根據(jù)零件尺寸和不同材料的塑性，計(jì)算展開(kāi)尺寸，采用不同的預(yù)成型方法將其卷圓形成襯套毛坯。將襯套毛坯定位在校正模中，同時(shí)輔以有效潤(rùn)滑，在一次成形過(guò)程中，零件在上模的推動(dòng)下，依次通過(guò)具有多個(gè)精確尺寸的校正環(huán)而實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的漸進(jìn)擠壓，使薄板材料逐步產(chǎn)生微量形變，直至所需最終尺寸，零件穿過(guò)所有校正環(huán)并從下模底部脫落。并輔以車削加工，完成襯套端面的修整。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案：

4、根據(jù)襯套尺寸和不同材料的塑性，選擇合適的薄板厚度，并計(jì)算板料展開(kāi)尺寸，對(duì)展開(kāi)毛料預(yù)成型將其卷圓形成襯套毛坯。將襯套毛坯定位在校正模中，同時(shí)輔以有效潤(rùn)滑。啟動(dòng)液壓機(jī)，零件在上模的推動(dòng)下，依次通過(guò)鑲嵌于校正模內(nèi)部的、具有多個(gè)精確尺寸的校正環(huán)，而實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的漸進(jìn)擠壓校正，直至零件穿過(guò)所有校正環(huán)并從下模底部脫落完成校形。并輔以車削加工，完成襯套端面的修整。具體如下；

5、第一步：展開(kāi)毛料的制備

6、所述的展開(kāi)毛料是彎曲成形前板料處于平板狀態(tài)的形狀及尺寸。根據(jù)襯套零件的理論壁厚，選擇毛料薄板厚度，根據(jù)材料種類的不同，取毛料薄板厚度比襯套理論壁厚大0.1～0.2mm。

7、根據(jù)襯套的高度和中性層直徑計(jì)算襯套展開(kāi)理論外形?？紤]到薄板毛料厚度比襯套理論壁厚大，成形過(guò)程中材料被擠壓流動(dòng)，壁厚變薄而體積不變的現(xiàn)實(shí)，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生多余的材料，使表面積增加。這些被擠壓出來(lái)的材料一部分流到零件開(kāi)敞的兩端，另一部分沿周長(zhǎng)方向流動(dòng)，若周長(zhǎng)方向沒(méi)有流動(dòng)空間則會(huì)造成材料內(nèi)部擠壓嚴(yán)重，形成起皺、破損的幾率增加。所以在計(jì)算展開(kāi)長(zhǎng)度時(shí)，需在理論展開(kāi)長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的縮減，為沿周長(zhǎng)方向的材料流動(dòng)留有空間，且需達(dá)到校正后的材料端面無(wú)間隙對(duì)合的效果。

8、至此，在根據(jù)理論襯套壁厚和材料種類的基礎(chǔ)上，完成薄板厚度的確定。在確定薄板厚度的基礎(chǔ)上，根據(jù)成形過(guò)程中體積不變的原則，以及沿縱向和沿周向材料流動(dòng)的比例，完成薄板毛料展開(kāi)尺寸的確定。

9、第二步：預(yù)成型卷圓

10、所述的預(yù)成型卷圓是連接展開(kāi)毛料和校正的橋梁，良好的卷圓質(zhì)量是校正質(zhì)量保證的關(guān)鍵。卷圓方式可采用滾彎、繞彎、拉彎等，但為滿足后續(xù)校正需要，需保證在卷圓過(guò)程中不能產(chǎn)生毛料延展，且圓環(huán)上下端面平行且與軸線垂直。

11、本發(fā)明推薦使用繞彎方式，可通過(guò)簡(jiǎn)易的卷圓工裝實(shí)現(xiàn)。卷圓工裝包含模座、模芯、卷圓滾和連桿組成。模座位于工裝的最下端，起到支撐整個(gè)模具的作用，其外形為與圓形模芯同心的圓餅狀，外徑最小尺寸需大于襯套理論外徑。模芯坐落于模座上并與模座同心，直徑等于襯套理論內(nèi)徑，高度不小于襯套理論高度。連桿整體為“7”字形，短邊與模芯中心連接，橫梁連接著短邊和長(zhǎng)邊，長(zhǎng)邊另一端連接著卷圓滾，卷圓滾以長(zhǎng)邊為中心滾動(dòng)，卷圓滾外表面與模芯外表面間隙為材料厚度。在連桿的帶動(dòng)下，卷圓滾可以繞著模芯轉(zhuǎn)動(dòng)。

12、將展開(kāi)毛料的一端貼合于模芯外表面，毛料端面與模座上表面緊貼，卷圓滾壓住毛料，并推動(dòng)連桿，圓滾在連桿帶動(dòng)下繞著模具中心周轉(zhuǎn)，同時(shí)卷圓滾繞著連桿長(zhǎng)邊自轉(zhuǎn)，與毛料形成擠壓力的同時(shí)，相對(duì)于毛料表面滾動(dòng)，盡可能的減少摩擦力，防止沿毛料長(zhǎng)度方向的延展。反復(fù)的滾動(dòng)，即完成展開(kāi)毛料的卷圓。

13、第三步：校正

14、所述的校正是通過(guò)校正模將預(yù)成型的卷圓校正為壁厚和直徑均符合要求的襯套的過(guò)程。

15、所述的校正模用于液壓機(jī)設(shè)備，分為上模和下模。

16、上模分為上模板和凸模。上模板與液壓機(jī)平臺(tái)相連，凸模安裝于上模板上。凸模整體為階梯的圓柱狀，下部細(xì)，上部粗。下部直徑與襯套內(nèi)徑相等，長(zhǎng)度大于襯套高度。凸模上部直徑略小于下部直徑與2倍料厚之和，即零件能夠完全套入凸模的下部，使零件在校正過(guò)程中內(nèi)側(cè)表面得到完全支撐。零件的上端頂在階梯的端面，同時(shí)零件的外徑大于凸模上部直徑，使得在校正過(guò)程中，上模階梯端面能夠穩(wěn)定的推動(dòng)零件下移，零件受到充分的擠壓校正，而不受到凸模上部的干涉。

17、下模分為下模板、外套和多級(jí)校正環(huán)。下模板與液壓機(jī)平臺(tái)相連，并支撐著外套和多級(jí)校正環(huán)，底部設(shè)有通孔，待零件完成全部校正后由此漏出。外套坐落于下模板上，其形狀為柱狀圓環(huán)，壁厚取15～30mm，高度能夠裝入所有的校正環(huán)，內(nèi)徑與校正環(huán)外徑相等，且緊密配合。具有足夠的剛性，同時(shí)保證多個(gè)校正環(huán)放入外套內(nèi)中心線重合。所述的多級(jí)校正環(huán)為多個(gè)具有不同內(nèi)徑尺寸的環(huán)狀校正型面，從下至上按照校正環(huán)內(nèi)徑由小到大逐個(gè)堆疊放置于外套之中，其外徑與外套內(nèi)徑緊密配合，其中心線與外套、凸模中心線重合。按所校正零件材料種類和總的校正量來(lái)確定相鄰兩個(gè)校正環(huán)內(nèi)徑之差和校正環(huán)數(shù)量，一般材料相鄰兩個(gè)校正環(huán)內(nèi)徑之差平均值取0.02mm。校正環(huán)的高度一般取20～30mm，壁厚一般取15～20mm，每一級(jí)校正環(huán)上下端面與內(nèi)徑相交棱邊均需倒角45°，剩余內(nèi)徑有效校正型面為校正環(huán)高度的2/3，倒角面與內(nèi)徑相交棱邊均需倒圓角r3～r5，有利于毛料能順利的進(jìn)入到下一校正環(huán)校正。校正環(huán)有效型面粗糙度不低于ra1.6，以免摩擦力過(guò)大破壞零件。

18、將卷圓完全套入校正模凸模的下半部分，使凸模的臺(tái)階端面頂住卷圓上端面的圓周，隨著上模下移，凸模將卷圓推入第一個(gè)校正環(huán)的倒角斜面，進(jìn)而推入倒圓型面，進(jìn)一步的經(jīng)第一個(gè)校正環(huán)校正，而后進(jìn)入第二個(gè)校正環(huán)的倒角斜面，依次遞進(jìn)，直至完成最后一個(gè)校正環(huán)校正，并完全脫離校正環(huán)，從下模板通孔漏出。整個(gè)加工過(guò)程中需保證零件和模具間潔凈無(wú)雜質(zhì)，并輔以充分的潤(rùn)滑。

19、第四步：修正

20、完成校正后，將襯套表面擦洗干凈，通過(guò)車削加工，去除零件兩端被擠壓出的多余材料。至此，一種基于薄板加工的高精度襯套加工完成。

21、本發(fā)明的有益效果：

22、本發(fā)明一定程度上可以取代機(jī)加工襯套，由此方法加工的襯套不但質(zhì)量過(guò)硬，而且材料利用率幾乎100％，生產(chǎn)效率是機(jī)加工的數(shù)十倍，并且完全擺脫了原材料規(guī)格的束縛。