非圆曲线多向空间细长管螺旋成型方法.pdf

本发明涉及一种用于航空、民用发动机和发电装置等产品中的进油管、通气管等管类零件的非圆曲线多向空间细长管螺旋成型方法。成型凹模底部水平基准面与成型型面形成螺旋升角，螺旋升角为50°～70°；被成型件的成型型面转接处的上部分的螺旋升角大于下部分的螺旋升角，转接部分均匀过渡；凹模工作型腔尺寸按被成型件外侧尺寸设计；凸模的工作型面尺寸按被成型件内侧尺寸设计，并与凹模相应尺寸保证滑配合。本发明采用螺旋成型的方法设计和制备成型非圆曲线多向空间细长管的模具，可以用一套模具实现零件横向和纵向尺寸同步成型，减小了多套模具反复定位引起的累积误差，减小了产品的报废率，能够满足产品大批量生产的需求。

1.  一种非圆曲线多向空间细长管螺旋成型方法，其特征是，
(一)凹模
①凹模底部水平基准面与成型型面形成螺旋升角，螺旋升角为50°～70°；被成型件的成型型面转接处的上部分的螺旋升角大于下部分的螺旋升角，转接部分均匀过渡；
②凹模工作面的壁厚为被成型件直径的2～3倍；
③凹模成型面壁厚为被成型件直径的1～1.1倍；
④凹模被成型件进口处R为1～2mm；
⑤凹模成型纵向尺寸的型面厚度为被成型件直径的1倍；
⑥凹模顶部被成型件第一成型区域的成型型面与凹模垂直面的夹角为30°，第一成型区域与第二成型区域的过渡区域的成型型面与凹模垂直面的夹角由30°均匀过渡至15°；第二成型区域的成型型面与凹模垂直面的夹角为15°；
⑦将过渡区域表面打磨光滑至喇叭形；凹模成型面和凹模垂直面相交处打磨圆滑，凹模热处理后工作面表面光洁度研磨到花8；
⑧工作型腔尺寸按被成型件外侧尺寸设计；
(二)凸模
①凸模的工作型面厚度与被成型件直径相同；
②根据被成型件的高度确定凸模工作型面的高度；
③凸模底部的进口倒角为15°～20°，高度为20～30mm；
④工作型面与垂直面相交处的圆角为0.2～0.4mm；
⑤工作型面尺寸按被成型件内侧尺寸设计，并与凹模相应尺寸保证滑配合。

非圆曲线多向空间细长管螺旋成型方法
技术领域
本发明涉及一种用于航空、民用发动机和发电装置等产品中的进油管、通气管等管类零件的非圆曲线多向空间细长管螺旋成型方法。
背景技术
传统的管子弯曲成型形式分为手动弯曲，在冲床上的压弯、挤弯、拉弯及专用数控弯管设备弯曲等。管子手动弯曲工具用在弯件品种繁多，生产批量小而又缺乏专用设备时较为合适；专用数控弯管设备弯曲成型要求管子的最小弯曲半径大于管子直径的2倍。对于那些弯曲角度变化大的非圆曲线多向空间细长管，无论是采用手动弯曲还是数控弯管设备弯曲成型，都无法满足大批量生产及产品工艺的需求。采用普通的管子压弯模成型多向空间细长管，管件在弯曲成型过程中材料撕裂严重，管件部分区域会发生扭曲变形。
发明内容
本发明的目的是，提供一种管件在弯曲成型过程中材料不撕裂，管件部分区域不发生扭曲变形的非圆曲线多向空间细长管螺旋成型方法。
本发明的技术解决方案是，
(一)凹模
①凹模底部水平基准面与成型型面形成螺旋升角，螺旋升角为50°～70°；被成型件的成型型面转接处的上部分的螺旋升角大于下部分的螺旋升角，转接部分均匀过渡；
②凹模工作面的壁厚为被成型件直径的2～3倍；
③凹模成型面壁厚为被成型件直径的1～1.1倍；
④凹模被成型件进口处R为1～2mm；
⑤凹模成型纵向尺寸的型面厚度为被成型件直径的1倍；
⑥凹模顶部被成型件第一成型区域的成型型面与凹模垂直面的夹角为30°，第一成型区域与第二成型区域的过渡区域的成型型面与凹模垂直面的夹角由30°均匀过渡至15°；第二成型区域的成型型面与凹模垂直面的夹角为15°；
⑦将过渡区域表面打磨光滑至喇叭形；凹模成型面和凹模垂直面相交处打磨圆滑，凹模热处理后工作面表面光洁度研磨到花
⑧工作型腔尺寸按被成型件外侧尺寸设计；
(二)凸模
①凸模的工作型面厚度与被成型件直径相同；
②根据被成型件的高度确定凸模工作型面的高度；
③凸模底部的进口倒角为15°～20°，高度为20～30mm；
④工作型面与垂直面相交处的圆角为0.2～0.4mm；
⑤工作型面尺寸按被成型件内侧尺寸设计，并与凹模相应尺寸保证滑配合。
本发明具有的优点和有益效果：
本发明采用螺旋成型的方法设计和制备成型非圆曲线多向空间细长管的模具，不仅具有模具结构简单，易于操作和制造，安全可靠等优点，而且可以用一套模具实现零件横向和纵向尺寸同步成型，减小了多套模具反复定位引起的累积误差，成型后零件一致性好，减小了产品的报废率，提高了生产效益，成型质量良好，降低了生产成本，能够满足产品大批量生产的需求。
附图说明
图1为本发明凹模结构主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中左视图；
图4是图2的A-A剖视图；
图5是图2的B-B剖视图；
图6是图2中I放大图；
图7为本发明凸模结构主视图；
图8是图7的俯视图；
图9是图7的左视图；
图10是图7的A-A剖视图。
具体实施方式
(一)凹模的主要参数如下，
①凹模底部水平基准面与成型型面形成螺旋升角，螺旋升角α为50°～70°；螺旋升角α包括α₁和α₂，被成型件的成型型面转接处的上部分的螺旋升角a₁大于下部分的螺旋升角α₂，转接部分均匀过渡；
②凹模工作面的壁厚W为被成型件直径的2～3倍；
③凹模成型面壁厚W’为被成型件直径的1～1.1倍；
④凹模被成型件进口处R为1～2mm；
⑤凹模成型纵向尺寸的型面厚度U为被成型件直径的1倍；
⑥I处放大图形中，成型角M在第一成型区A至B(D至E)区域取30°，过渡区域B至C(E至F)区域的M由30°逐渐均匀过渡为15°，第二成型区C(F)至被成型件一端的区域的成型角M取15°；
⑦对于型面转接比较剧烈的过渡区域B至C(E至F)区域，表面必须打磨光滑至喇叭形；凹模成型面和凹模垂直面相交处打磨圆滑，凹模热处理后工作面表面光洁度研磨到花
⑧工作型腔尺寸按管件外侧尺寸设计。
(二)凸模的主要参数如下，
①凸模的工作型面厚度V与被成型件直径相同；
②根据被成型件的高度确定凸模工作型面的高度H；
③凸模底部的进口倒角β为15°～20°，高度L为20～30mm；
④工作型面与垂直面相交处的圆角r为0.2～0.4mm；
⑤工作型面尺寸按被成型件内侧尺寸设计，并与凹模相应尺寸保证滑配合。
空间细长管螺旋成型模旋弯工作原理如下：旋弯成型凸模靠上模板固定在压力机滑块上，凸模工作面宽度取加热管外径。螺旋旋弯凹模靠下模板固定在压力机工作台面上，工作面具有螺旋型。在压力机滑块下行时，由凸模迫使管件沿螺旋工作面滑动，并在凸模上旋弯成型。工件弯曲成型后，从凹模型腔中取出。采用这种方法旋弯成型的零件贴模良好，尺寸和形状都满足设计和使用要求。
实施例
(一)凹模的主要参数如下
①螺旋升角α为50°～70°；上部分的螺旋升角α₁为70°，下部分的螺旋升角α₂为50°，转接部分均匀过渡；
②被成型件直径为4.5mm，凹模工作面的壁厚W为被成型件直径的2～3倍，凹模工作面的壁厚W为12mm；
③被成型件直径为4.5mm，凹模成型面壁厚W’为被成型件直径的1～1.1倍，凹模成型面壁厚W’为5mm；
④凹模被成型件进口处R为1～2mm；
⑤被成型件直径为4.5mm，凹模成型纵向尺寸的型面厚度U为被成型件直径的1倍，凹模成型纵向尺寸的型面厚度U为4.5mm；
⑥I处放大图形中，成型角M在第一成型区A至B(D至E)区域取30°，过渡区域B至C(E至F)区域的M由30°逐渐均匀过渡为15°，第二成型区C(F)至被成型件一端的区域的成型角M取15°；
⑦对于型面转接比较剧烈的过渡区域B至C(E至F)区域，表面必须打磨光滑至喇叭形；凹模成型面和凹模垂直面相交处打磨圆滑，凹模热处理后工作面表面光洁度研磨到花
⑧工作型腔尺寸按管件外侧尺寸设计。
(二)凸模的主要参数如下，
①凸模的工作型面厚度V与被成型件直径相同，凸模的工作型面厚度V为4.5mm；
②根据被成型件的高度确定凸模工作型面的高度H；
③凸模底部的进口倒角β为15°，高度L为25mm；
⑤工作型面与垂直面相交处的圆角r为0.3mm；
⑥工作型面尺寸按被成型件内侧尺寸设计，并与凹模相应尺寸保证滑配合。
模具在使用时，旋弯成型凸模靠上模板固定在压力机滑块上，螺旋旋弯凹模靠下模板固定在压力机工作台面上。冲压前先将直管件放在成型凹模上，随着压力机滑块的下行，由凸模迫使管件沿螺旋工作面滑动，并在凸模上旋弯成型。最后靠凹模成型纵向尺寸的型面和凸模的工作型面将工件纵向尺寸冲压成型，管件弯曲成型后从凹模型腔中取出。