[发明专利]用于复杂曲母线构件旋压成形的工装及其使用方法

权利要求书

1.一种用于复杂曲母线构件旋压成形的工装，其特征在于，包括模具加持固定单元、第一液压缸、滑轨和第二液压缸；其中，所述第一液压缸的下端通过滑块卡装在所述滑轨的上表面；所述第二液压缸安装在该滑块的一侧表面；所述第一液压缸与第二液压缸之间相互垂直；在所述第一液压缸的上端端面安装有模具加持固定单元；所述模具夹持固定单元的上表面为半圆弧面，并且在半圆弧面上有周向延伸的卡槽；所述卡槽宽度方向的中心线与该模具夹持固定单元宽度方向的中心线重合；所述卡槽的半径与位于曲母线模具端头的模具法兰的半径相同；

在机床主轴端头的主轴法兰表面加工有4个均布的条形通孔，并使该条形通孔的长度方向与该主轴法兰的周向一致；所述条形通孔的内表面为弧面，并且该弧面的曲率与该主轴法兰的曲率相同；所述条形通孔两端均为圆弧状，并且一端的圆弧大，其半径大于所述模具法兰上的四个螺栓上螺帽的半径，并与模具锁紧法兰上分布的四个柱销同轴同径；所述条形通孔另一端的圆弧小，其半径大于四个螺栓的半径；所述条形通孔一端大圆弧半径的中心A与条形通孔另一端小圆弧半径的中心B与主轴法兰中心O之间的连线所形成的夹角α为15°。

2.如权利要求1所述用于复杂曲母线构件旋压成形的工装，其特征在于，模具锁紧法兰包括锁紧法兰和锁紧盘液压缸；在该锁紧法兰一个表面均布有四个柱销，该柱销与所述主轴法兰表面的条形通孔的大圆弧配合；在各柱销一侧分别有一个螺帽沉孔；在该锁紧法兰另一个表面对称的安装有两个锁紧盘液压缸。

3.如权利要求1所述用于复杂曲母线构件旋压成形的工装，其特征在于，在该模具法兰与机床主轴贴合的端面上安装有四个螺栓，并使各螺栓的中心分别与所述主轴法兰上条形通孔的小圆弧的中心同轴；装配时，将所述模具法兰上的各螺栓分别装入所述主轴法兰上条形通孔中大圆弧内并逆时针旋转15°，使各螺栓分别进入所述主轴法兰上条形通孔中小圆弧内，使该模具法兰的端面与主轴法兰的端面贴合，以限制模具在中心轴线上的运动。

4.一种权利要求1所述用于复杂曲母线构件旋压成形的工装的使用方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1、第一道次预制件旋压成形中装夹锥形模具，具体是：

Ⅰ、锥形模具的吊装放置：

通过第二液压缸使模具夹持定位机构移动至数控旋压机床主轴的机床主轴法兰前；通过所述模具夹持定位机构中的第一液压缸使该模具加持固定单元竖直上升，使安放在该模具加持固定单元上的锥形模具的中心线与机床主轴同轴；在所述锥形模具顶部中心和尾部圆周上的螺纹孔内分别安装吊环；将该锥形模具吊装至所述的模具夹持定位机构上，并使该锥形模具末端的法兰嵌入所述的模具夹持定位机构的模具加持固定单元内的卡槽中，完成该锥形模具的吊装放置；

Ⅱ、锥形模具与主轴的连接：

使主轴法兰圆周上的条形孔中的大圆弧的中心分别与该锥形模具的模具法兰上的螺钉中心同轴；在所述模具法兰上安装4个螺栓；通过第二液压缸使所述的模具夹持定位机构沿水平方向运动至所述的模具法兰和主轴法兰完全贴合，且所述模具法兰上的4个螺栓的螺帽均进入所述主轴法兰的4个条形通孔中一端的大圆弧内；

Ⅲ、锥形模具的锁紧：

所述的模具法兰和主轴法兰完全贴合后，使所述的数控旋压机床主轴逆时针旋转15°，从而使所述4个螺栓的螺帽均进入所述条形通孔中另一端的小圆弧内，以限制模具在中心轴线方向上的运动；

通过位于所述模具锁紧法兰上的两个锁紧盘液压缸使该模具锁紧法兰向所述机床主轴法兰运动，并使位于该模具锁紧法兰表面的各柱销分别插入所述条形通孔的大圆弧内、使所述螺栓的螺帽分别嵌入该模具锁紧法兰表面的4个螺帽沉孔内；通过各所述柱销限制所述螺栓从该条形通孔的小圆弧中滑出，并通过该螺栓螺帽嵌入锁紧法兰的螺帽沉孔以限制柱销从条形通孔的大圆弧滑出，从而实现锥形模具的完全夹紧固定；

启动所述第一液压缸和第二液压缸，使所述的模具夹持定位机构的模具加持固定单元向下运动的同时沿滑轨水平运动，退回到机床主轴下方；

Ⅳ、预制件的旋压成形：

将3A21高强铝合金薄壁复杂曲母线构件旋压初始圆板坯料固定在所述锥形模具的顶端；启动数控旋压机床，按设定的旋压参数对所述坯料进行第一道次旋压成形；第一道次旋压结束后，得到半锥角为30度的锥形预制件；

Ⅴ、锥形模具的拆卸：

取下得到的锥形预制件，拆卸锥形模具；拆卸中，通过第一液压缸和第二液压缸，使所述模具加持固定单元移动至待拆卸的锥形模具的下方，并使该锥形模具的法兰嵌入所述模具加持固定单元上表面的卡槽内，以实现对该锥形模具的夹持；通过所述模具锁紧法兰上的两个缸使该模具锁紧法兰向远离所述的主轴法兰一端运动，从而使该模具锁紧法兰上的柱销与所述条形通孔的大圆弧内脱出、使所述螺栓的螺母与该模具锁紧法兰上的螺帽沉孔分离；使所述的数控旋压机床主轴顺时针旋转15°，从而使所述4个螺栓转移至各条形通孔中的大圆弧内，是模具法兰与机床主轴法兰分离；通过所述第二液压缸使所述夹持定位机构沿滑轨水平移动远离机床主轴；将锥形模具吊离机床；至此完成第一道次预制件旋压成形中用锥形模具的安装与拆卸；

步骤2、第二道次成形铝合金薄壁复杂曲母线构件中曲母线模具的装夹，具体是：

Ⅰ、曲母线模具的吊装放置：

重复步骤1中吊装锥形模具的过程，完成曲母线模具吊装放置；

Ⅱ、曲母线模具与主轴的连接：

重复步骤1中锥形模具与主轴连接的过程，完成曲母线模具与主轴的连接；

Ⅲ、曲母线模具的锁紧：

重复步骤1中锥形模具锁紧的过程，完成曲母线模具的锁紧；

Ⅳ、铝合金薄壁复杂曲母线构件的旋压成形：

重复步骤1中预制件旋压成形的过程，完成铝合金薄壁复杂曲母线构件的旋压成形；

Ⅴ、曲母线形模具的拆卸：

取下得到的铝合金薄壁复杂曲母线构件，重复步骤1中拆卸锥形模具的过程，将所述曲母线形模具拆下；

至此完成第二道次铝合金薄壁复杂曲母线构件旋压成形中曲母线模具的安装与拆卸。

5.如权利要求4所述用于复杂曲母线构件旋压成形的工装的使用方法，其特征在于，成形模具分为锥形模具和曲母线模具；其中所述锥形模具用于铝合金薄壁复杂曲母线构件成形中第一道次旋压成形该铝合金薄壁复杂曲母线构件的预制件，曲母线模具用于铝合金薄壁复杂曲母线构件成形中第二道次旋压成形该铝合金薄壁复杂曲母线构件。