[实用新型]精密冲压件成形模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种航天航空发动机制造领域的技术，具体是一种创新的精密冲压件成形模具。

背景技术

常规冲压成形模具所制薄壁壳体冲压件壁厚不均匀，有的局部增厚，有的局部变薄，使其不同截面力学性能相差较大；尺寸精度不高；冲件表面粗糙度一般只能达到Ra25～12.5。不能满足高性能发动机及重要零件需求。为此，要增加整形工序，不仅严重降低生产率，而且也大幅度增加生产成本。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种精密冲压件成形模具，能够获得零件厚度具有足够高的几何尺寸精度IT6～7级，表面粗糙度由Ra＝12.5～25提高到Ra＝0.8～0.4。完全满足飞行器发动机所必需的厚度尺寸精度。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种精密冲压件成形的模具，包括：凸模机构、凹模机构、设置于凸模机构和凹模机构之间的毛坯以及位于毛坯厚薄易变区域与凹模与凸模机构之间的弹性元件。在成形过程中，增厚区域的内表面与凸模机构相接触，外表面与弹性组件相接触，弹性组件不仅能将板坯均匀密实压向凸模，消除毛坯在不均匀压缩条件下窟起，而且通过弹性组件直径微量增大阻止近锥形壳体小端局部区域变厚。

所述的凹模机构采用但不限于带有顶杆的支撑体、下压板与凹模的组合。

所述的毛坯，用冲压得到薄壁锥形结构，该结构成形后的壁厚几何尺寸厚度差1～2％。

所述的弹性元件的形状采用但不限于锥环，该锥环可以在弹性范围内变形，在极限变形时其直径可增加0.2～0.8％。

所述的弹性元件采用但不限于已淬火钢65Mn、60Si2Mn、铍青铜QBe2型。

所述的弹性元件已淬火钢65Mn型，830℃油淬，540℃回火，屈服极限为785MPa。

所述的弹性元件的厚度优选为0.5mm。

上述模具通过在凹模支撑侧与毛坯锥形薄壁壳体局部区域之间放置一弹性元件，在变形过程中通过弹性元件的弹性变形实现毛坯的精确成形，从而得到精密薄壁凸肚零件。

所述的锥形薄壁壳体局部区域具体是指：锥体小端面向上5mm处，即最大增厚区域。

附图说明

图1为实施例1翻边和成形装置示意图；

图中：1为上锥形压板、2为锥形凹模、3为凸模、4为弹性元件、5为下压板、6为毛坯、7为支撑体、8为承压桶、9为垫板、10为顶杆；

图2为凸肚零件测量略图；

图中：I～VI为六个截面。

具体实施方式

实施例1

本实施例采用图1中的装置实现，具体包括：上锥形压板1和凸模3组成的凸模机构、带有顶杆10的支撑体7、下压板5与锥形凹模2组成的凹模机构、设置于凸模机构和凹模机构之间的锥形结构的毛坯6以及位于毛坯厚薄易变区域与凹模2与凸模机构之间的锥环形弹性元件4，在成形过程中，毛坯厚薄易变区域的内表面与凸模3相接触，外表面与弹性元件4相接触。

所述的上锥形压板1与普通公称压力1MN液压机相连。为了获得薄壁轴对称锥形零件最小壁厚差、薄壁上有凸肚形状且S/D_p＜0.008、0.5＜H/Dp≤0.7；用翻边成形方法制造。

所述的锥形毛坯大头外径D_p＝48mm；小头外径d_p＝18mm；板厚S＝0.32mm；锥角α＝20°；

所述的弹性元件的壁厚S_t＝0.5mm；弹性元件4的锥体部分的大头直径D_t＝20mm；弹性元件4的锥体部分高度h＝7mm；弹性模量E＝220MPa；毛坯和弹性元件之间摩擦系数μ＝0.25；弹性体外径与下压板工作表面之间间隙△，优选△＝0.1mm；弹性变形极限值ε_t＝0.8％；强度极限σ_b＝980MPa。

上述装置通过以下方式实现冲压件成形：首先将锥形结构的毛坯6置于有相同锥角的锥形凹模2上，毛坯被上锥形压板1压住贴近大端部位。随着凸模下降，位于大端被压紧部位毛坯首先完成翻边，直到凸模工作表面与毛坯小端区域接触，处于停滞状态瞬间前还没有压紧弹性元件4。在凸模进一步向下运动时，压紧在凸模和弹性元件之间毛坯下部，弹性元件内表面与凸模表面相一致。如果弹性元件对称轴线与毛坯对称轴线不重合，则弹性元件会自由位移。这也给出可能将毛坯密实均匀压向凸模，并消除毛坯不均匀压缩条件下窟起。