一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模制造技术

本实用新型专利技术提出了一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模，基模由基模主体和拔模端组成，基模主体上开有燕尾凹槽和定位槽，形模整体为圆环结构，将形模均匀分割成多个形状相同的分模，分模成形面上有用于环形内加强筋的成形弧形凹槽，分模内表面上有燕尾榫头，用于与燕尾凹槽和定位槽配合。本实用新型专利技术采用了组合芯模的方式解决了回转体薄壁件内加强筋的成形过程中脱模难的问题。基模燕尾凹槽上的定位槽能够有效防止形模的移动，提高回转体薄壁件内加强筋的成形精度。芯模的基模、形模和固定销按照各自强度要求可采用不同金属材料；对于成形内径尺寸相同、内加强筋形状不同的回转体薄壁件只需更换形模即可，大大降低了模具的成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模
本技术涉及旋转锻造成形回转体薄壁件的工艺技术方法，具体是一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模。
技术介绍
随着科学技术的发展，高端技术装备的零部件生产对材料成形的要求越来越高。 在航空航天和兵器工业领域，回转体薄壁复杂件被广泛应用于航空发动机罩、整体火箭发动机构件、人造卫星等，为提高回转体薄壁复杂件的使用强度和服役寿命，通常在其内壁成形一种环形加强筋，这种加强筋的设计大大提高了回转体薄壁复杂件的质量水平，然而，由于当前成形设备及技术条件的制约，在成形该回转体薄壁复杂件的内部加强筋时存在成形模具难以顺利脱出的问题。基于回转体薄壁件内壁形状的成形技术的相关研究，目前公开号CN1431061的专利技术提出了一种内螺纹套筒的热挤压成形方法，该方法将带有螺纹的芯模插入套筒内，通过挤压套筒外部制备出套筒的内螺纹，这种加工方法的加工速度较快，节省原料，能耗较低；公开号CN101284297的专利技术提供了一种加工内螺纹铝管的方法及装置，该方法同样将带有螺纹的芯头插入铝管内，在管外通过旋转挤压从而在铝管内壁上连续加工出螺纹；公开号CN101712062A的专利技术提出了一种由组合凸模、组合凹模和工件顶出部分组成的加工装置，生产出了内斜齿轮或螺旋渐开线花键，该专利技术的优点是大大提高了原有工艺的材料利用率和生产效率，而且其精密成形模具的寿命长，产品零件质量高；技术专利CN2439344提供了一种内花键冷挤成形模具，采用该模具成形后的内花键表现出成本低、效率高、齿强度高、齿面光洁度高等特点，并且通过该技术可加工盲孔的内花键； 技术专利CN2460237提供了一种内外圆斜齿轮的冷温挤压成形模具，实现了用挤压成形方法加工内外圆斜齿轮，利用轴承结构解决了成形过程中毛坯与凸模之间的运动协调关系，其结构简单、设计合理、加工成本低，并且齿轮使用寿命长；技术专利CN201020484 提出了一种成形深孔内花键的精密模具，所述模具主要由上组合凸模、花键芯杆和下组合凹模组成，利用凸模将坯料和芯杆同时压入挤压模成形出内花键；公开号CN101497099的专利技术提出了一种带横向内加强筋构件的旋压成形芯模，该专利技术主要优点在于设计采用了横纵组合分瓣方案，有效解决了带横向内加强筋大型薄壁复杂构件成形中难于脱模的不足， 从而满足构件制造快速、高效的要求。从以上相关专利技术中可以看出，总的来说带环形内加强筋的回转体薄壁件的成形方法有铸造，挤压和旋转锻压(旋锻和旋压)三种，其中铸造方法成形后的零件强度低，韧性差，使用范围较小；挤压方法的成形速度快，生产率较高，但生产出的零部件表面强度较低， 需要表面渗氮、渗硼等强化处理，且所用成形模具的寿命较低；相比之下，旋转锻压的方法不仅成形速度快，而且保证构件生产过程中的强韧度要求，成形构件的内部流线分布与其外部轮廓相近，从而使得构件的抗冲击性能较好，综合质量高，因此成为制备带环形内加强筋的回转体薄壁件的主要选用工艺方法。上述三种带环形内加强筋的回转体薄壁件的成形方法均采用芯模来完成内加强筋的成形，对于同内径，不同内加强筋形状的回转体薄壁件，成形时需要重新加工芯模。然而，在实际应用旋转锻压方法成型带环形内加强筋的回转体薄壁件时，内加强筋处的脱模问题成为主要遇到的工艺难点；因此对于带环形内加强筋的回转体薄壁件，如何简便的脱模成为当前亟需解决的问题。综上，基于旋转锻压方法的特点，为解决带环形内加强筋的回转体薄壁件在成形过程中出现的内加强筋难以脱模的问题，本专利技术基于旋锻方法设计了成形带环形内加强筋的回转体薄壁件的芯模及成形方法，以满足实际生产要求。
技术实现思路
要解决的技术问题为解决现有技术存在的问题，本技术提出了一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模，用于在径向精锻机上成形带环形内加强筋的回转体薄壁件。技术方案本技术的技术方案为所述一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模，其特征在于包括基模、形模和固定销；基模由基模主体和拔模端组成；基模主体为圆柱体，基模主体的外表面沿轴向开有多个贯通的燕尾凹槽，燕尾凹槽沿基模主体周向均匀分布，燕尾凹槽的底面为沿基模主体周向的圆弧面；燕尾凹槽一侧槽壁上开有沿基模主体周向的定位槽，定位槽沿基模主体径向的截面形状也为燕尾型，定位槽槽深与燕尾凹槽槽深相同，定位槽底面也为沿基模主体周向的圆弧面；拔模端为基模主体两端的圆柱体，拔模端与基模主体同轴；形模整体为圆环结构，将形模均匀分割成多个形状相同的分模，分模为扇形圆环结构，分模个数与燕尾凹槽个数相同；单个分模的轴向长度与基模主体轴向长度相同；分模外侧弧面为成形面，成形面直径等于待成形回转体薄壁件的内径，在成形面上有沿成形面周向的弧形凹槽，弧形凹槽用于成形环形内加强筋；分模内侧弧面直径等于基模主体外表面的直径，在分模内侧弧面上分布有燕尾榫头，燕尾榫头位置与定位槽位置对应，燕尾榫头个数与定位槽个数相同，燕尾榫头中垂直于形模轴线的截面形状与燕尾凹槽垂直于基模主体轴线的截面形状相同，燕尾榫头沿形模径向的截面形状与定位槽沿基模主体径向的截面形状相同；固定销为L型结构，其一端臂的截面形状与燕尾凹槽垂直于基模主体轴线的截面形状相同。所述一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模，其特征在于基模主体直径为待成形回转体薄壁件内径的7(Γ85%，基模主体轴向长度为待成形回转体薄壁件轴向长度的 I. f I. 3 倍。所述一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模，其特征在于燕尾凹槽的顶宽为基模主体直径的10 15%，燕尾凹槽槽深为燕尾凹槽顶宽的45 55%。所述一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模，其特征在于定位槽的顶宽为基模主体轴向长度的4 8%，定位槽的槽底宽为槽顶宽的I. 176 1.364倍，定位槽底面所对应的圆心角为13° 23. 4°。所述一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模，其特征在于拔模端直径为基模主体直径的50 65%，轴向长度为基模主体轴向长度的20 30%。所述一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模，其特征在于形模厚度为弧形凹槽深度的2 4倍。有益效果本技术主要涉及旋锻工艺中成形带环形内加强筋的回转体薄壁件的组合芯模，采用了组合芯模的方式解决了回转体薄壁件内加强筋的成形过程中脱模难的问题。基模燕尾凹槽上的定位槽能够有效防止形模的移动，提高回转体薄壁件内加强筋的成形精度。芯模的基模、形模和固定销按照各自强度要求可采用不同金属材料；对于成形内径尺寸相同、内加强筋形状不同的回转体薄壁件只需更换形模即可，大大降低了模具的成本。通过上述步骤，带环形内加强筋的回转体薄壁件难于脱模的问题就得到了解决， 且成形件脱模后保证型面质量高，无附加变形。在带有复杂内加强筋的回转体薄壁件的旋锻过程中，采用本技术可直接成形出内加强筋形状，成形后的回转体薄壁件内部材料流线与内加强筋形状近于平行，从而显著提高了回转体薄壁件在径向的强度和抗冲击性能。本技术能够应用到成形上述带内加强筋的回转体薄壁件的工业应用中，具有较高的工业应用价值。附图说明图I :带环形内加强筋的回转体薄壁件示意图；图2 :基I旲不意图；图3 :分模示意图；图4 :分模剖视图；图5:固定销示意图；图6 芯模组装后的装配示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成形带环形内加强筋回转体薄壁件的芯模，其特征在于：包括基模、形模和固定销；基模由基模主体和拔模端组成；基模主体为圆柱体，基模主体的外表面沿轴向开有多个贯通的燕尾凹槽，燕尾凹槽沿基模主体周向均匀分布，燕尾凹槽的底面为沿基模主体周向的圆弧面；燕尾凹槽一侧槽壁上开有沿基模主体周向的定位槽，定位槽沿基模主体径向的截面形状也为燕尾型，定位槽槽深与燕尾凹槽槽深相同，定位槽底面也为沿基模主体周向的圆弧面；拔模端为基模主体两端的圆柱体，拔模端与基模主体同轴；形模整体为圆环结构，将形模均匀分割成多个形状相同的分模，分模为扇形圆环结构，分模个数与燕尾凹槽个数相同；单个分模的轴向长度与基模主体轴向长度相同；分模外侧弧面为成形面，成形面直径等于待成形回转体薄壁件的内径，在成形面上有沿成形面周向的弧形凹槽，弧形凹槽用于成形环形内加强筋；分模内侧弧面直径等于基模主体外表面的直径，在分模内侧弧面上分布有燕尾榫头，燕尾榫头位置与定位槽位置对应，燕尾榫头个数与定位槽个数相同，燕尾榫头中垂直于形模轴线的截面形状与燕尾凹槽垂直于基模主体轴线的截面形状相同，燕尾榫头沿形模径向的截面形状与定位槽沿基模主体径向的截面形状相同；固定销为L型结构，其一端臂的截面形状与燕尾凹槽垂直于基模主体轴线的截面形状相同。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李江，李付国，张明杰，王瑞亭，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：