[发明专利]非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件成形装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种板材成形装置及方法，具体涉及一种非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件成形装置及方法。

背景技术

非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体是动力机械应用比较广泛的结构零件，壳体内部直径在50mm～500mm之间，如鼓风机外壳、动力机械的涡壳等。对于轴向对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件，可以通过冲压组焊方法制造，但组焊部位不能满足使用要求；而对于轴向非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件，由于形状复杂，一般采用铸造成形的方法；如果壳体内部直径变化较大、壁厚较薄，铸造成型废品率高，或局部尺寸精度不能满足要求。非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件由于内部直径变化较大、壁厚较薄的特点对制造技术提出了新的要求，为此提出了非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件的板材成形方法，解决非对称螺旋形变径薄壁壳体零件的制造问题。

发明内容

本发明的目的是为解决现有非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件采用铸造成形的方法，如果壳体内部直径变化较大、壁厚较薄，会导致局部尺寸精度不能满足要求的问题，而提供一种非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件成形装置及方法。

本发明的是通过以下技术方案来实现的：

一次成形装置：所述一次成形装置包括第一凹模、第一凸模和压料装置，所述第一凹模由横截面为梯形的板材弯成非封闭筒状结构，该梯形板材的第一上底边与第一下底边的第一内侧棱相接触，所述第一凹模的下端面沿周向加工有截面为半圆形的第一凹槽，所述第一凹槽的直径由第一下底边端至第一上底边端逐渐变小，所述第一凸模的上端面设有与第一凹槽相配合的第一凸缘，所述第一凸缘与第一凹槽之间的间隙与成形薄壁零件的坯料厚度相同，压料装置套装在第一凸模上，压料装置的内壁与第一凸模的外壁吻合，压料装置内侧壁的上端设有板料槽。

二次成形装置：所述二次成形装置包括第二凹模、第三凹模、固定板、连接元件和第二凸模，所述第二凹模由横截面为梯形的板材弯成非封闭筒状结构，该梯形板材的第二上底边与第二下底边的第二内侧棱相接触，所述第二凹模的下端面沿周向加工有截面为半圆形的第二凹槽，所述第二凹槽的直径由第二下底边端至第二上底边端逐渐变小，第三凹模与第二凹模上、下设置，第三凹模的下端面沿周向加工有截面为半圆形的第三凹槽，第三凹槽与第二凹槽以第二凹模的上端面为基准对称设置，从俯视看，第三凹模的周边形状与第二凹模的非封闭筒状结构的周边形状相同，第三凹模的下端面中心处设有第二凸模槽，第二凸模的上端面设有与第三凹槽相配合的第二凸缘，所述第二凸缘和第三凹槽之间的间隙与第一凸缘和第一凹槽之间的间隙相同，第二凸模的外壁周边形状与第三凹模的外壁周边形状相同，第二凸模的中心处设有固定板安孔，固定板设置在固定板安孔中，且通过连接元件与第三凹模连接。

方法：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、制作板坯料：将板坯料冲裁成梯形，板坯梯形的上底为坯料上底边，板坯梯形的下底为坯料下底边；

步骤二、在一次成形装置上成形：轴向同时加载第一凹模和第一凸模，使第一凹模与第一凸模合模，将板坯料设置在板料槽中，且坯料上底边与第一上底边处正对，对第一凹模和第一凸模轴向同时加载，使板坯料的上端进入第一凸缘与第一凹槽之间直至压料装置的上端面与第一凹模的下端面接触，此时，板坯料的上端成形为半圆形，至此完成薄壁壳体零件半成品零件的成形；

步骤三、卸下半成品零件：卸载第一凸模和压料装置，将半成品零件取下；

步骤四、在二次成形装置上成形：将半成品零件上已发生变形的部分置于第二凹槽，对第三凹模轴向加载，使半成品零件的上端进入第二凸缘与第三凹槽之间的间隙中，直至第三凹模的下端面与第二凹模的上端面接触，至此完成薄壁壳体零件成品件的成形；

步骤五、卸下成品件：依次取下第三凹模、固定板和第二凸模，得到成品件。

本发明具有以下有益效果：

由于第一凹槽和第三凹槽沿周向由一端至另一端是逐渐变化的，而且从俯视上看第一凹槽的周向为非对称螺旋形；利用第一成形装置和第二成形装置对坯料进行分段成形，使得非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件得以实现，利用本发明的方法成形的非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件具有表面质量好、尺寸精度高等优点。本发明的方法成形的非对称非封闭螺旋形变径薄壁壳体零件相比采用铸造成形的方法，尺寸精度提高了一倍。

附图说明