一种薄壁球形零件的终成形模具制造技术

一种薄壁球形零件的终成形模具，含有上模、下模、堵头、活动模块和底座，所述的上模有一个与薄壁球形零件对应的半球形的内腔，下模也有一个与上模对应的下模半球腔，上模与下模扣接形成一个零件的球形成型腔，堵头嵌接在下模的下端，堵头是一个倒T形结构，与球底筒形件匹配，堵头的上端头穿过底座中心孔，在堵头的周围有多个与下模匹配的楔形活动模块，该堵头通过一个充液接口与高压液体相连，排气管垂直固定在堵头上，该排气管的高度与成型腔的高度匹配，排气管的下端与外界空气联通。

A Final Forming Die for Thin-walled Spherical Parts

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁球形零件的终成形模具
本申请涉及一种薄壁零件塑性成形，特别是一种球形零件的成形模具。
技术介绍
随着航空、航天、汽车等领域对轻量化、整体化的要求，大尺寸、难变形、薄壁类零件被广泛采用，同时给塑性成形制造技术带来了严峻的挑战。充液成形作为一种柔性成形技术，具有成形精度高、表面质量好、生产周期短以及适合成形复杂结构薄壁零件的特点，其应用范围趋于广泛。充液成形按材料类型可以分为板材充液成形和内高压胀形，其中板材充液成形又可分为主动式充液成形和被动式充液成形。被动式充液成形能够提高零件的成形极限，可以单次拉深深度较深的零件，内高压成形依靠液体压力的作用，将坯料贴合在模具型腔上，坯料受力均匀，回弹小，能够保证零件的成形精度。球形零件由于其结构特点，难以采用传统的成形方法进行整体成形，往往是由半球形零件拼焊而成。半球形零件成形结束后由于回弹、切边等因素使得半球形零件配合成尺寸要求的球形零件较为困难，需要不断反复的调修，以保障焊接精度，降低了生产效率。同时，焊接过程中由于热效应的作用使得焊接后零件变形严重，造成修复困难、表面质量差、零件尺寸精度低等缺陷。由半球形零件焊接而成的球形零件在力学性能、气密性、抗疲劳等方面不如采用整体成形的球形零件。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请提供了一种薄壁球形零件的终成形模具。所述的终成形模具含有上模、下模、堵头、活动模块和底座，所述的上模有一个与薄壁球形零件对应的半球形的内腔，下模也有一个与上模对应的下模半球腔，上模与下模扣接形成一个零件的球形成型腔，堵头嵌接在下模的下端，堵头是一个倒T形结构，与球底筒形件匹配，堵头的上端头穿过底座中心孔，在堵头的周围有多个与下模匹配的楔形活动模块，该堵头通过一个充液接口与高压液体相连，排气管垂直固定在堵头上，该排气管的高度与成型腔的高度匹配，排气管的下端与外界空气连通。在终成形阶段，将终成形模具的堵头和底座置于机床工作台上，将预成形的球底筒形件倒扣在堵头上，再将楔形活动模块置于堵头的周围，将上模与下模形成的球形成型腔与堵头密封，通过堵头上的充液接口向球底筒形件内部充液，同时排气管通过排气接口与外界空气连通，当液面高度达到球底筒形件底部时，关闭排气接管，使球底筒形件内部充满高压液体，球底筒形件在内部液体的压力下与球形成型腔贴合，成形球形零件。本申请的优点在于：在预成形的球底筒形件基础上采用内高压胀形可以获得整体性较好的球形件，减少了焊接量，消除了由焊接引起的成形缺陷，提高了零件的机械性能，减少了中间装配过程的工作量，提高了生产效率。附图说明图1为球形零件示意图。图2为终成形模具上模和下模组成的成型腔结构图。图3为终成形模具堵头、活动模块和底座装配结构图。图4为终成形模具剖面结构图。图中编号说明：9上模、10下模、11三瓣模、12充液接口、13底座、14堵头、15球底筒形件、16排气管、17球形零件。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本申请一种薄壁球形零件的终成形模具进行详细说明。图1是一个球形零件17，传统的成形方法需要成形两个半球再拼接成球形零件。存在成形工艺复杂，表面质量不高的缺点。申请人提出了一种薄壁球形零件的成形方法及其辅助成形模具。该成形方法包括预成形与终成形两部分，首先通过被动式充液成形技术成形出直壁的球底筒形件，经过去应力退火之后，将预成形的球底筒形件放入内高压胀形模具中，最终胀形出球形零件17。在终成形阶段，将球底筒形件15通过终成形模具胀形成球形零件。终成形的模具含有上模9、下模10、堵头14、活动模块11和底座13，所述的上模9有一个与薄壁球形零件17对应的半球形的内腔，下模10也有一个与上模对应的下模半球腔，上模与下模扣接形成一个零件的球形成型腔，堵头14嵌接在下模10的下端，堵头14是一个倒T形结构，与球底筒形件15匹配，堵头14的上端头穿过底座13中心孔，在堵头的周围有多个与下模匹配的楔形活动模块11，该堵头14通过一个充液接口12与高压液体相连，排气管16垂直固定在堵头14上，该排气管的高度与成型腔的高度匹配，排气管16的下端与外界空气连通。球形零件终成形时，将终成形模具的堵头14和底座13置于机床工作台上，将预成形的球底筒形件15倒扣在堵头上，再将楔形活动模块11置于堵头14的周围，将上模9与下模10形成的球形成型腔与堵头14密封，上模9与下模10通过配合关系进行导向。通过堵头14上的充液接口12向球底筒形件15内部充液，同时排气管16通过排气接口与外界空气连通，当液面高度达到球底筒形件15底部时，关闭排气管16，使球底筒形件15内部充满高压液体，球底筒形件在内部液体的压力下与球形成型腔贴合，成形球形零件15。实施中活动模块11由三块瓣模组成，设置在底座13上面，活动模块11的外缘为楔形结构，与下模10的楔形结构相配合，当下模10向下移动时，通过楔形结构使得活动模块11沿径向移动，使得在活动模块11与堵头14之间产生较大的合模力，以达到球底筒形件15口部密封的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁球形零件的终成形模具，其特征在于，所述的终成形模具含有上模、下模、堵头、活动模块和底座，所述的上模有一个与薄壁球形零件对应的半球形的内腔，下模也有一个与上模对应的下模半球腔，上模与下模扣接形成一个零件的球形成型腔，堵头嵌接在下模的下端，堵头是一个倒T形结构，与球底筒形件匹配，堵头的上端头穿过底座中心孔，在堵头的周围有多个与下模匹配的楔形活动模块，该堵头通过一个充液接口与高压液体相连，排气管垂直固定在堵头上，该排气管的高度与成型腔的高度匹配，排气管的下端与外界空气连通。

【技术特征摘要】
1.一种薄壁球形零件的终成形模具，其特征在于，所述的终成形模具含有上模、下模、堵头、活动模块和底座，所述的上模有一个与薄壁球形零件对应的半球形的内腔，下模也有一个与上模对应的下模半球腔，上模与下模扣接形成一个零件的球形成型腔，堵头嵌接在下模的下端，堵头是一个倒T形结构，与球底筒形件匹配，堵头的上端头...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奎，邱超斌，
申请(专利权)人：西安飞机工业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61