CN103394576A - 一种固体石蜡胀形加工软法兰的成形方法 - Google Patents

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彭南宁
周绚
韩慧君
肖春林
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Abstract

一种固体石蜡胀形加工软法兰的成形方法，压力机滑块上升，将胀形工装置于压力机工作台上，开启上凹模，将装好固体石蜡的坯件放入由上凹模和下凹模组成的模腔中，压力机滑块下降，压头在压力机上滑块的作用下，轴向压缩固体石蜡，坯件管内的固体石蜡将向其未曾得到保护的凸台部位向外扩张，由于固体石蜡介质能够深入小缝隙，且弹性恢复量小，随着上凹模的下降，压头的阶台开始与已发生一定胀形的坯件上端部接触，坯件在压头的端面加压及轴向压缩固体石蜡形成的径向压力共同作用下再次发生胀形，直至整个零件胀形到位；固体石蜡由压头的节流孔徐徐逸出，调节螺钉可调节节流孔的大小，然后压力机滑块上升，卸下限位圈，旋转上凹模，取出制件。

Description

一种固体石蜡胀形加工软法兰的成形方法
技术领域
本发明涉及一种加工凸台胀形零件的成形方法，尤其涉及一种固体石蜡胀形加工软法兰的成形方法。
背景技术
如图1所示软法兰是卡箍组件（APP 31.02）上的一个重要和关键零件，主要用于航空、航天、轮船领域，由于在工作中承受高压，因此，要求零件变形均匀。材料采用1Cr18Ni9Ti-δ0.8(GJB2296)航空不锈钢管，管壁厚0.8。
对于生产凸台胀形零件，最关键的问题在于如何解决好凸台胀形部位的冲压（施力）方向和零件在凸、凹模（或模具）中的脱模矛盾。目前有关资料介绍，一般均采用传统的压力加工方法，如旋压（滚压）胀形工艺，橡胶（或聚氨酯棒）胀形工艺，以及液压胀形工艺、刚性凸模胀形工艺等；但是这些加工方法均存在着一定的局限性。
如旋压（滚压）成形工艺，其尺寸φ50.8+0.25不易控制，尺寸的一致性差，其废品多，生产困难，可靠性极差，不能满足和适应产品质量和批产要求。
根据工艺计算，零件的胀形系数：K=dmax/d=66/48=1.375＞K极限，如果采用液体或橡胶等作传压介质进行的软模胀形，虽然胀形过程中，坯件变形比较均匀，但由于K＞K极限，该工件易破裂，加之凸台窄缝小，而橡皮（或聚氨酯棒）能够深入小缝隙的能力较差，且弹性恢复量大，对于窄缝的胀形不利。而且生产率较低，工人操作条件较差。同样，直接利用模具刚性胀形的机械胀形，虽然具有生产效率高，操作方便的优点，也同样使工件易破裂，因为这两种胀形方法的胀形系数相差不大；尤其对于结构特殊的凸台胀形软法兰零件，凸肚高、窄是它的特点，而采用管坯成形工艺来说，成形难度大；更容易产生失稳起皱，破裂，为保证零件质量，只能采用分步或增加工序的方法解决，但又造成整个加工工艺流程长，占用设备时间多，费工费时，不利于形成批量生产及企业效益提高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，从而提出一种固体石蜡胀形工装，用于加工软法兰的成形方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种固体石蜡的胀形工装，由下凹模、坯件、固体石蜡、调节螺钉、压头、上凹模、限位圈和节流孔组成；所述坯件设于上凹模和下凹模组成的模腔中，固体石蜡设于坯件内，固体石蜡上方的压头内设有节流孔，其与调节螺钉相连；在上凹模外设有限位圈。
一种固体石蜡胀形加工软法兰的成形方法，工作时，压力机滑块上升，将上述胀形工装置于压力机工作台上，开启上凹模，将装好固体石蜡的坯件放入由上凹模和下凹模组成的模腔中，压力机滑块下降，压头在压力机上滑块的作用下，轴向压缩固体石蜡，坯件管内的固体石蜡将向其未曾得到保护的凸台部位向外扩张，使坯件产生径向增大的凸肚变形，由于固体石蜡介质能够深入小缝隙，且弹性恢复量小，能使胀形达到满意效果，随着上凹模的下降，压头的阶台开始与已发生一定胀形的坯件上端部接触，随着上凹模的继续下移，坯件在压头的端面加压及轴向压缩固体石蜡形成的径向压力共同作用下再次发生胀形，直至整个零件胀形到位；行程下降过程中，固体石蜡对坯件的单位压力逐渐增加，当压力超过一定数值以后，固体石蜡由压头的节流孔徐徐逸出，调节螺钉可调节节流孔的大小，控制固体石蜡的压力，从而保证压制的正常进行，然后压力机滑块上升，卸下限位圈，旋转上凹模，从而取出制件。
采用上述技术方案的有益效果是：
本发明操作简单，生产的软法兰零件胀形质量高，尺寸精度和表面质量高，投资少，收效快，固体石蜡可完全回收再利用，是一种极有前途的胀形方法，对于中小型复杂的零件特别适用，具有较好的推广价值。
附图说明
图1是本发明所需加工的软法兰的结构示意图；
图2是本发明中固体石蜡胀形工装的结构示意图；
图中：1-下凹模、2-坯件、3-固体石蜡、4-调节螺钉、5-压头、6-上凹模、7-限位圈、8-节流孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示，本发明所需加工的软法兰零件的加工工艺为：下管料φ48（壁厚0.9）→车端面，保证坯件高度为39→凸台胀形（胀形模，200KN压力机）→热水除蜡、苛性钠溶液清洗→车两端面到图纸尺寸、工艺要求。
如图2所示，一种固体石蜡的胀形工装，由下凹模1、坯件2、固体石蜡3、调节螺钉4、压头5、上凹模6、限位圈7和节流孔8组成；所述坯件2设于上凹模6和下凹模1组成的模腔中，固体石蜡3设于坯件2内，固体石蜡3上方的压头5内设有节流孔8，其与调节螺钉4相连；在上凹模6外设有限位圈7，上凹模6与下凹模1通过螺纹联接。
上述胀形工装的特点及要点：
1、工装采用限位圈7限位，安全性、可操作性好；同时，便于控制深度，保证质量。
2、从零件的最大直径φ66处作分模面，将凹模设计成上凹模6、下凹模1两部分，上凹模6与下凹模1通过螺纹联接，方便在胀形后能顺利取出零件，胀形过程中坯件2与凹模之间的空气，通过分型面而排出。
3、调节螺钉4可调节节流孔8的大小，控制固体石蜡3的压力，避免零件成形之前的胀裂。
4、采用固体石蜡3胀形时，压头5与凹模的配合，不必采用密封措施（采用气体及液体则不然）；压力直接作用于固体石蜡3及坯件2顶端；因此，坯件2顶端受到轴向力的作用，从而改变了坯件2的应力状态，并有助于克服坯件2与模壁之间的摩擦，使材料塑性变形能力大大提高，有利于零件的成形，固体石蜡3可回收利用。
5、压头5设计阶台，有利于提高胀形系数。
6、工装结构简单，操作容易，在普通单动的液压机上即可进行生产。
本发明成形方法的特点：
1）提高胀形系数：通过对节流孔8调节能够很容易地满足理想的压力-行程曲线要求，优于橡皮及液体胀形。
2）固体石蜡3介质的摩擦系数小，有利于减小介质与坯料侧壁产生的摩擦力，从而有利于胀形。
3）由于固体石蜡3介质能够深入小缝隙，且弹性恢复量小，对于复杂的零件胀形非常有利，而橡皮较差。
4）固体石蜡3介质能够产生均匀的胀形压力，有利于提高零件成形质量。
5）固体石蜡3能很好地解决密封问题，而液体最难，气体最差。 

Claims (1)

1.一种固体石蜡胀形加工软法兰的成形方法，其特征在于：工作时，压力机滑块上升，将胀形工装置于压力机工作台上，开启上凹模(6)，将装好固体石蜡(3)的坯件(2)放入由上凹模(6)和下凹模(1)组成的模腔中，压力机滑块下降，压头(5)在压力机上滑块的作用下，轴向压缩固体石蜡(3)，坯件(2)管内的固体石蜡(3)将向其未曾得到保护的凸台部位向外扩张，使坯件(2)产生径向增大的凸肚变形，由于固体石蜡(3)介质能够深入小缝隙，且弹性恢复量小，能使胀形达到满意效果，随着上凹模(6)的下降，压头(5)的阶台开始与已发生一定胀形的坯件(2)上端部接触，随着上凹模 (6)的继续下移，坯件 (2)在压头 (5)的端面加压及轴向压缩固体石蜡 (3)形成的径向压力共同作用下再次发生胀形，直至整个零件胀形到位；行程下降过程中，固体石蜡(3)对坯件(2)的单位压力逐渐增加，当压力超过一定数值以后，固体石蜡(3)由压头(5)的节流孔(8)徐徐逸出，调节螺钉(4)可调节节流孔(8)的大小，控制固体石蜡(3)的压力，从而保证压制的正常进行，然后压力机滑块上升，卸下限位圈(7)，旋转上凹模(6)，从而取出制件。
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