一种蓄压器壳体的分步式成形装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于大型异形回转体制备技术领域，并具体公开了一种蓄压器壳体的分步式成形装置及方法，其包括凸模组件、凹模组件及压边组件，凸模组件包括拉深凸模和翻边凸模，拉深凸模的中心开设有通孔，其通过螺杆与上模板相连，螺杆上套装有弹簧，翻边凸模的一端置于通孔内，另一端通过凸模固定板安装在上模板上，凸模固定板与拉深凸模之间设置有刚性支撑柱，凹模组件包括与拉深凸模和翻边凸模实现配合的凹模，压边组件设置在该凹模上；成形时，先通过拉深凸模拉深成形出蓄压器壳体的球面，再通过翻边凸模完成翻边成形出蓄压器壳体的直壁。本发明专利技术利用一套模具实现了蓄压器壳体的成形，具有成本低，成形质量高的优点。

A step-by-step forming device and method for accumulator shell

The invention belongs to the technical field of large-scale special-shaped rotary preparation, and specifically discloses a step-by-step forming device and method for the accumulator shell, which comprises a punch assembly, a female die assembly and a blank holder assembly, the punch assembly comprises a drawing punch and a flanging punch, the center of the drawing punch is provided with a through hole, which is connected with the upper template through a screw rod, the screw rod is provided with a spring, and the flanging punch One end of the die is placed in the through hole, the other end is installed on the upper template through the punch fixing plate, and a rigid support column is arranged between the punch fixing plate and the drawing punch. The die assembly includes a die which is matched with the drawing punch and the flanging punch, and the flanging component is arranged on the die. When forming a shape, the spherical surface of the accumulator shell is first drawn through the drawing punch, and then the flanging punch Complete flanging to form the straight wall of the accumulator housing. The invention uses a set of dies to realize the forming of the accumulator shell, which has the advantages of low cost and high forming quality.

【技术实现步骤摘要】
一种蓄压器壳体的分步式成形装置及方法
本专利技术属于大型异形回转体制备
，更具体地，涉及一种蓄压器壳体的分步式成形装置及方法。
技术介绍
如今，在航空航天领域，结构轻量化和材料轻量化的需求越来越多，为了降低能量消耗、减少环境污染，密度小、比强度高的铝合金越来越多的应用于航空航天领域。蓄压器壳体属于一种注气式蓄压器的下壳体结构件，为典型的回转体零件，主要用于新一代运载火箭阀门动力系统中。蓄压器在工作时需要承受一定的内压，要求该壳体零件具有较高的强度和刚度，抗变形能力强。同时为了方便后续该零件与管道的焊接，上、下直壁区域的圆整度要得到充分的保证。蓄压器壳体零件包含整体球面特征和上下的直壁特征，整体尺寸较大，下部翻边高度较高。现有制造工艺一般采用先分瓣成形，然后将瓜瓣焊接成为整体的方法，然而此种方法在焊接后零件变形较大，无法保证最终工件的圆整度，会影响到后续与管道的连接。也有采用整体凸模直接拉深的方法制备蓄压器壳体零件，但通过有限元模拟发现采用整体凸模直接拉深蓄压器壳体零件时，其下端圆角部分的应力较大，板料会发生严重不均匀变形，有较高的破裂风险。基于上述现有制造工艺的缺陷，提出了采用拉深-翻边结合的方式成形蓄压器壳体零件，以保证零件的质量，且根据模拟分析发现采用带预制孔的圆形板坯成形该零件效果最好。但目前一般采用两套模具分别进行拉深与翻边，其成本较高，且工件拆卸及再次工装会造成加工误差，影响最终的成形质量。
技术实现思路
针对现有技术中整体成形中，两套模具成本过高、两次工装定位误差较大等问题，本专利技术提出了一种蓄压器壳体的分步式成形装置及方法，其通过对关键组件如凸模组件、凹模组件及压边组件的结构及具体装配关系的研究与设计，实现了利用一套模具成形蓄压器壳体的目的，相对于现有工艺中的两套模具节约了成本，同时也避免了采用两套模具时，两次工装造成定位误差，可有效保证制件的成形质量，具有成本低，成形质量高的优点。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种蓄压器壳体的分步式成形装置，其包括凸模组件、凹模组件及压边组件，其中：所述凸模组件包括拉深凸模和翻边凸模，所述拉深凸模的中心开设有通孔，其通过螺杆与上模板相连，该螺杆上套装有弹簧，所述翻边凸模的一端置于所述拉深凸模的通孔内，另一端通过凸模固定板安装在所述上模板上，该凸模固定板与所述拉深凸模之间还设置有刚性支撑柱，通过该刚性支撑柱使得拉深凸模和翻边凸模两者构成刚性的整体；所述凹模组件包括与所述拉深凸模和翻边凸模实现配合的凹模，所述压边组件设置在该凹模上，用于夹持待成形板料；成形时，凸模组件下行，通过拉深凸模及凹模的共同作用在待成形板料上拉深成形出蓄压器壳体的球面，然后凸模组件上行，并卸下刚性支撑柱以使得拉深凸模和翻边凸模可相对运动，接着凸模组件下行，当拉深凸模接触到板料时，由于凹模的限制作用拉深凸模无法继续下行，连接在拉伸凸模和凸模固定板之间的弹簧被压缩，拉伸凸模起到弹性压边圈的作用，而翻边凸模则继续下行以完成翻边进而成形出蓄压器壳体的直壁。作为进一步优选的，所述压边组件包括紧固板、垫板和压边圈，所述垫板和压边圈置于紧固板和凹模之间，该紧固板、垫板和凹模三者固连在一起，所述紧固板内设置有用于调节压边圈的压边力大小的螺钉。作为进一步优选的，所述凸模固定板和拉深凸模的侧面均开设有T型槽，刚性支撑柱通过凸模固定板和拉深凸模侧面的T型槽与凸模固定板和拉深凸模实现连接。作为进一步优选的，所述螺杆设置有多个，并沿所述翻边凸模的周向均匀布置；所述刚性支撑柱设置有多个，并沿所述翻边凸模的周向均匀布置。作为进一步优选的，所述凹模组件还包括下模板，所述凹模通过凹模固定板固定在下模板上。作为进一步优选的，所述凹模组件还包括限位块，该限位块嵌装在所述凹模和下模板之间。作为进一步优选的，所述上模板和下模板之间还设置有导向组件，该导向组件包括设置在上模板上的导套以及设置在下模板上的与导套滑动配合的导柱。作为进一步优选的，所述凹模内与翻边凸模对应位置处设置有顶板，所述下模板上开设有供顶杆穿过的顶杆孔。按照本专利技术的另一方面，提供了一种蓄压器壳体的分步式成形方法，其采用所述的分步式成形装置实现，包括如下步骤：(1)凸模组件下行，通过拉深凸模及凹模的共同作用在待成形板料上拉深成形出蓄压器壳体的球面；(2)凸模组件上行，卸下刚性支撑柱以使得拉深凸模和翻边凸模可相对运动(3)凸模组件下行，当拉深凸模接触到板料时，由于凹模的限制作用拉深凸模无法继续下行，连接在拉伸凸模和凸模固定板之间的弹簧被压缩，拉伸凸模起到弹性压边圈的作用；(4)翻边凸模继续下行完成翻边以成形出蓄压器壳体的直壁，以此完成蓄压器壳体的成形。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术设计的分步式成形装置可实现大型尺寸的蓄压器壳的成形，即采用一套模具即可实现蓄压器壳体的成形，相对于现有工艺中的两套模具节约了成本，同时也避免了采用两套模具时，两次工装造成定位误差，最终影响制件的质量。2.本专利技术设计的拉深凸模既是拉深工艺过程中的凸模，也是翻边工艺过程中的弹性压边圈，可有效避免制件圆角处的翘曲，且零件的多方面利用，简化了模具的结构，降低了成本，在拉深结束后，可直接进行翻边工艺，避免了重复工装造成的误差，一定程度上提高了制件的质量。3.本专利技术的翻边凸模置于拉深凸模的中心通孔之中，保证蓄压器壳体的直壁与球面同心度的同时，翻边凸模也为拉深凸模起到一定的导向作用，增加了冲压过程的稳定性。4.本专利技术采用刚性支撑柱将拉深凸模和凸模固定板连接成一个刚性的整体，保证了拉深过程的平稳性。5.本专利技术采用先拉深后翻边的分步式一体成形方法成形大型回转件蓄压器壳体，改善了现有工艺采用分瓣成形，焊接后导致工件的圆整度较差、产品质量低的缺点，同时具有工装简单，操作便利，生产周期短的优点。6.本专利技术的分步式成形装置的动作简单，采用单动压力机即可，降低了对于成形设备的要求。附图说明图1是本专利技术实施例提供的分步式成形装置在拉深成形结束时的主视图；图2是本专利技术实施例提供的分步式成形装置在拉深成形结束时的左视图；图3是本专利技术实施例提供的螺杆与弹簧的装配示意图；图4是本专利技术实施例提供的刚性支撑柱的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的压边组件的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的下模组件的俯视图；图7是本专利技术实施例提供的凹模的定位示意图；图8是本专利技术实施例提供的上下模板与外部平台的连接组件的结构示意图；图9是待成形的蓄压器壳体的结构示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-上模板，2-第一螺钉，3-螺杆，4-第二螺钉，5-翻边凸模，6-定位销，7-凸模固定板，8-紧固板，9-第三螺钉，10-第四螺钉，11-凹模，12-第五螺钉，13–凹模固定板，14-顶板，15-T型螺母，16-第六螺钉，17-垫片，18-下模板，19-限位块，20-垫板，21-压边圈，22-拉深凸模，23-弹簧，24-导套压圈，25-导套，26-导柱，27-第七螺钉，28-导柱压圈，29-刚性支撑柱。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄压器壳体的分步式成形装置，其特征在于，包括凸模组件、凹模组件及压边组件，其中：所述凸模组件包括拉深凸模(22)和翻边凸模(5)，所述拉深凸模(22)的中心开设有通孔，其通过螺杆(3)与上模板(1)相连，该螺杆(3)上套装有弹簧(23)，所述翻边凸模(5)的一端置于所述拉深凸模(22)的通孔内，另一端通过凸模固定板(7)安装在所述上模板(1)上，该凸模固定板(7)与所述拉深凸模(22)之间还设置有刚性支撑柱(29)，通过该刚性支撑柱(29)使得拉深凸模(22)和翻边凸模(5)两者构成刚性的整体；所述凹模组件包括与所述拉深凸模(22)和翻边凸模(5)实现配合的凹模(11)，所述压边组件设置在该凹模(11)上，用于夹持待成形板料；成形时，凸模组件下行，通过拉深凸模(22)及凹模(11)的共同作用在待成形板料上拉深成形出蓄压器壳体的球面，然后凸模组件上行，并卸下刚性支撑柱(29)以使得拉深凸模(22)和翻边凸模(5)可相对运动，接着凸模组件下行，当拉深凸模(22)接触到板料时，由于凹模(11)的限制作用拉深凸模(22)无法继续下行，连接在拉伸凸模(22)和凸模固定板(7)之间的弹簧(23)被压缩，拉伸凸模(22)起到弹性压边圈的作用，而翻边凸模(5)则继续下行以完成翻边进而成形出蓄压器壳体的直壁。...

【技术特征摘要】
1.一种蓄压器壳体的分步式成形装置，其特征在于，包括凸模组件、凹模组件及压边组件，其中：所述凸模组件包括拉深凸模(22)和翻边凸模(5)，所述拉深凸模(22)的中心开设有通孔，其通过螺杆(3)与上模板(1)相连，该螺杆(3)上套装有弹簧(23)，所述翻边凸模(5)的一端置于所述拉深凸模(22)的通孔内，另一端通过凸模固定板(7)安装在所述上模板(1)上，该凸模固定板(7)与所述拉深凸模(22)之间还设置有刚性支撑柱(29)，通过该刚性支撑柱(29)使得拉深凸模(22)和翻边凸模(5)两者构成刚性的整体；所述凹模组件包括与所述拉深凸模(22)和翻边凸模(5)实现配合的凹模(11)，所述压边组件设置在该凹模(11)上，用于夹持待成形板料；成形时，凸模组件下行，通过拉深凸模(22)及凹模(11)的共同作用在待成形板料上拉深成形出蓄压器壳体的球面，然后凸模组件上行，并卸下刚性支撑柱(29)以使得拉深凸模(22)和翻边凸模(5)可相对运动，接着凸模组件下行，当拉深凸模(22)接触到板料时，由于凹模(11)的限制作用拉深凸模(22)无法继续下行，连接在拉伸凸模(22)和凸模固定板(7)之间的弹簧(23)被压缩，拉伸凸模(22)起到弹性压边圈的作用，而翻边凸模(5)则继续下行以完成翻边进而成形出蓄压器壳体的直壁。2.如权利要求1所述的蓄压器壳体的分步式成形装置，其特征在于，所述压边组件包括紧固板(8)、垫板(20)和压边圈(21)，所述垫板(20)和压边圈(21)置于紧固板(8)和凹模(11)之间，该紧固板(8)、垫板(20)和凹模(11)三者固连在一起，所述紧固板(8)内设置有用于调节压边圈的压边力大小的螺钉。3.如权利要求1所述的蓄压器壳体的分步式成形装置，其特征在于，所述凸模固定板(7)和拉深凸模(22)的侧面均开设有T型槽，刚性支撑柱(29)通过凸模固定板(7)和拉深凸模...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄亮，宋亚营，周景，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42