本发明专利技术公开了一种叉形不等直径套管成型模具及成型工艺，涉及叉形套管成型技术领域，成型模具包括：第一模板和第二模板以及分别设置在第一模板和第二模板上的凸模和凹模；凸模包括：直径较大的第一凸块以及直径较小的第二凸块，第二凸块倾斜设置在第一凸块的一侧，凹模上设有第一成型凹槽和第二成型凹槽；成型模具还包括与第一模板平行设置的托料板，托料板上设有通孔，托料板通过通孔滑动套设在凸模上，托料板上设有挡料销，凹模上设有让开孔，托料板下表面设有顶出通孔。成型工艺包括：坯料预处理、坯料切割、压制成型、校形和焊接成型步骤，本发明专利技术决了现有叉形套管成型过程中出现的偏移、起皱、开裂等问题，提高叉形套管成型效率和成型质量。
【技术实现步骤摘要】
一种叉形不等直径套管成型模具及成型工艺
本专利技术涉及叉形套管成型
，具体涉及一种叉形不等直径套管成型模具及成型工艺。
技术介绍
航空发动机上加热空气导管叉形套管的结构如图1所示，该零件需将半边叉形管经钣料压制成型后再焊接而成，一个套管上有3条对接焊缝，从图1中可以看出，该零件开叉角度小且不等直径，采取传统模具及工艺压型时，45°交叉处钣料处于局部弯曲、拉伸、压型贴膜的状态，材料受力流动方向复杂。冲压成型过程中原坯料会由于局部接触点在直径较大的一侧，而使直径较小一侧的坯料处于悬空状态而失稳，导致成型出现偏移、起皱、开裂等问题，无法顺利成型，影响发动机导管试制。并且在成型过程中，成型工艺选取，坯料的尺寸，压制参数等均会对最终套管的质量产生很大影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种叉形不等直径套管成型模具及成型工艺，以解决现有叉形套管成型过程中出现的偏移、起皱、开裂等问题，提高叉形套管成型效率和成型质量。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种叉形不等直径套管成型模具，包括：相对设置的第一模板和第二模板以及分别设置在第一模板和第二模板上的凸模和凹模；凸模包括：第一凸块以及第二凸块，第一凸块的直径大于第二凸块的直径，第二凸块倾斜设置在第一凸块的一侧，并且第二凸块的一端与第一凸块连接，凹模上设有与第一凸块以及第二凸块相配合的第一成型凹槽和第二成型凹槽；成型模具还包括与第一模板平行设置的托料板，托料板上设有与凸模的轮廓相匹配的通孔，托料板通过通孔滑动套设在凸模上，托料板上设有多个挡料销，凹模上设有与挡料销相配合的让开孔，托料板下表面对应的第一模板上设有顶出通孔。该成型模具中第一模板和第二模板用于设置用于成型的凸模和凹模，第一模板和第二模板设置在冲压或者液压装置上，在装置的动力下将第二模板推向第一模板，使凹模与凸模配合将板件压制成型；凸模包括不等直径的两个凸块，其外轮廓与最终产品相匹配，由于第一凸块的直径较大，第二凸块的直径较小，则当凹模向凸模运动时，平板坯料的局部接触点在较大直径处，而较小直径处的平板坯料处于悬空状态而失稳，因此在第一模板上设置托料板，托料板上设置通孔，凸模穿过第一通孔固定第一模板上，对凸模的外缘的平板坯料起到支撑作用，托料板上的挡料销可以将平板坯料固定住，从而避免平板坯料位于较小直径处处于悬空状态，并且减少坯料成型过程中的滑移，并且在压制过程中，托料板通过顶出通孔与液压机等压力装置上的顶杆连接使托料板与第一模板滑动设置，可以随第二模板向下移动，可在成型全过程中对坯料起到支撑限位作用。该模具上取消了导向装置，工作过程中由凸凹模自导向找正。自导向找正的原理是基于凸凹模型面及转接型面在添加料厚后能够贴合，合模过程中各个型面互相限位，从而达到自找正。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，第一凸块和第二凸块靠近凹模的一面为圆弧面，第一凸块的轴线和第二凸块的轴线之间的夹角为45°。第一凸块和第二凸块的上表面为成型面，其为圆弧面，且其轴线夹角为45°，与最终所需产品的参数相匹配。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，凸模和凹模之间的配合间隙为1.07～1.1mm。凸模和凹模之间的间隙为坯料提供成型空间。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，凸模和凹模的材质均为CrWMn，硬度为HRC55－60；凸模和凹模的工作面的表面粗糙度不大于Ra0.8，第一模板和第二模板的材质均为45#钢，硬度为HRC32－38。凸模和凹模采用硬度为HRC55－60的CrWMn材质时，其强度可以满足产品成型需求，并且凸模和凹模的工作表面粗糙度在Ra0.8以下时，可以保证零件表面较好的成型质量。一种基于上述叉形不等直径套管成型模具的叉形不等直径套管成型工艺，包括以下步骤：S1、坯料预处理：选择冷轧板材，并将板材进行固溶处理；S2、坯料切割：将步骤S1中经过固溶处理的板材采用激光进行切割，得到与1/2叉形不等直径套管展开形态相同的坯料；S3、压制成型：将步骤S2切割所得坯料放入到第一模板和第二模板之间，启动机器，下压第二模板并对切割所得坯料压制成型，得到1/2叉形不等直径套管；S4、校形：对1/2叉形不等直径套管校形；S5、焊接成型：将两个1/2叉形不等直径套管相对进行焊接得到叉形不等直径套管。航空发动机钣金导管零件常用的材料有：奥氏体不锈钢和变形高温合金等，奥氏体不锈钢和变形高温合金板材通常在固溶态时具有较低的抗拉强度、硬度及较好的塑形，利于成型，因此在步骤S1中将金属坯料进行固溶处理，使坯料达到固溶态；通过步骤S2将坯料切割成与零件展开形态相同的形状，在步骤S2中采用激光切割，激光切割方式对调整坯料形状及尺寸方便、快捷；在步骤S3中利用上述成型模具对切割好的坯料进行压制成型，在采用上述成型模具时，托料板以及托料板上的挡料销可以对坯料起到良好的支撑和固定作用，避免坯料在直径较小的一侧悬空，避免坯料滑移，从而提高压制成型质量；压制成型后，钣金零件的成型过程实质上是材料发生塑性变形的过程，塑性变形后随着残余应力的释放，在首次成型后会存在一定的回弹，针对产生回弹的问题，在成型时虽然可以通过将回弹量预加在成型模上的方式消除回弹产生的影响，但由于该零件的弯曲角已达到180°，预加回弹会导致零件无法贴凹模，同样影响尺寸精度，因此，在本方案中，在压制成型后，根据回弹情况后再增加一次校形，以确保尺寸稳定及提高精度。将两个1/2叉形不等直径套管通过焊接形成一个完整套管。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，在步骤S2和步骤S3之间还包括步骤S21：去除切割所得坯料周边的重熔层，并对交叉部位转接处进行顺滑、倒圆以及抛光处理。为防止交叉敏感部位出现裂纹，需要在切割后压制前对坯料进行处理，除了要对坯料周边的重熔层去除，还需要重点对交叉部位转接处进行顺滑、倒圆以及抛光处理，以避免交叉部位出现裂纹。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，在步骤S2中，切割所得的坯料在两个叉形管直径径向外侧边及交叉部位转接处均预留20～25mm加工余量。坯料需要留出一定的压边面积，根据该零件的结构特点，成型时选择在三个材料易于流动部位进行压边，即两处直径径向外延处及交叉部位转接处。坯料尺寸应按零件展开尺寸在压边处预加20～25mm余量准备坯料，坯料余量在20～25mm范围内时，既可以满足需求，又不会余量因为太大而影响成型过程中材料流动，更利于成型。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，在步骤S3中，第二模板的下压速度为：2～4mm/s；成型压力为：30～50T。模具的下压速度决定着材料的变形速度，变形速度太快时，材料的塑性下降，不利于成型；而变形速度过低时，塑形反而下降。选择较大的成型压力，卸载后回弹较小，且利于消除皱纹，因此选择模具下压速度为2～4mm/s；成型压力：30～50T。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，在步骤S4中，校形压力为50～80T。校形压力选择50～80T，可以满足校形需求。进一步地，在本专利技术较佳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种叉形不等直径套管成型模具，其特征在于，包括：相对设置的第一模板(1)和第二模板(2)以及分别设置在所述第一模板(1)和所述第二模板(2)上的凸模(3)和凹模(4)；所述凸模(3)包括：第一凸块(31)以及第二凸块(32)，所述第一凸块(31)的直径大于所述第二凸块(32)的直径，所述第二凸块(32)倾斜设置在所述第一凸块(31)的一侧，并且所述第二凸块(32)的一端与所述第一凸块(31)连接，所述凹模(4)上设有与所述第一凸块(31)以及所述第二凸块(32)相配合的第一成型凹槽(41)和第二成型凹槽(42)；所述成型模具还包括与所述第一模板(1)平行设置的托料板(5)，所述托料板(5)上设有与所述凸模(3)的轮廓相匹配的通孔(51)，所述托料板(5)通过所述通孔(51)滑动套设在所述凸模(3)上。所述托料板(5)上设有多个挡料销(52)，所述凹模(4)上设有与所述挡料销(52)相配合的让开孔(43)。所述托料板(5)下表面对应的所述第一模板(1)上设有顶出通孔(11)。/n
【技术特征摘要】
1.一种叉形不等直径套管成型模具，其特征在于，包括：相对设置的第一模板(1)和第二模板(2)以及分别设置在所述第一模板(1)和所述第二模板(2)上的凸模(3)和凹模(4)；所述凸模(3)包括：第一凸块(31)以及第二凸块(32)，所述第一凸块(31)的直径大于所述第二凸块(32)的直径，所述第二凸块(32)倾斜设置在所述第一凸块(31)的一侧，并且所述第二凸块(32)的一端与所述第一凸块(31)连接，所述凹模(4)上设有与所述第一凸块(31)以及所述第二凸块(32)相配合的第一成型凹槽(41)和第二成型凹槽(42)；所述成型模具还包括与所述第一模板(1)平行设置的托料板(5)，所述托料板(5)上设有与所述凸模(3)的轮廓相匹配的通孔(51)，所述托料板(5)通过所述通孔(51)滑动套设在所述凸模(3)上。所述托料板(5)上设有多个挡料销(52)，所述凹模(4)上设有与所述挡料销(52)相配合的让开孔(43)。所述托料板(5)下表面对应的所述第一模板(1)上设有顶出通孔(11)。
2.根据权利要求1所述的叉形不等直径套管成型模具，其特征在于，所述第一凸块(31)和所述第二凸块(32)靠近所述凹模(4)的一面为圆弧面，所述第一凸块(31)的轴线和所述第二凸块(32)的轴线之间的夹角为45°。
3.根据权利要求1所述的叉形不等直径套管成型模具，其特征在于，所述凸模(3)和所述凹模(4)之间的配合间隙为1.07～1.1mm。
4.根据权利要求1－3任一项所述的叉形不等直径套管成型模具，其特征在于，所述凸模(3)和所述凹模(4)的材质均为CrWMn，硬度为HRC55－60；所述凸模(3)和所述凹模(4)的工作面的表面粗糙度不大于Ra0.8，所述第一模板(1)和所述第二模板(2)的材质均为45#钢，硬...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓芝青，张波，乔雷，
申请(专利权)人：中国航发成都发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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