專利名稱：成型模具及使用該模具制備z形環(huán)體的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及航空發(fā)動機領域，特別地，涉及一種成型模具。此外，本發(fā)明還涉及一種包括使用上述成型模具制備Z形環(huán)體的方法。
背景技術：
參見圖1，航空發(fā)動機上需配備許多外輪廓為Z形的Z形環(huán) 體，Z形環(huán)體包括第一臺階31和第二臺階32。Z形環(huán)體在加工制備時，如采用一次拉深成型的工藝方法，可能會因毛坯金屬材料流動性差，待加工件易在第一臺階31和第二臺階32的拐角處被拉伸變薄，甚至產生破裂。尤其，參見圖2，當Z形環(huán)體的最大和最小內徑尺寸相差較大，或第一臺階31和第二臺階32的拐角折彎程度較大時，需要進行兩次、三次甚至三次以上拉伸加整形工序。多次的拉伸整形工序需要多套模具與之配合使用，使得模具成本高，且零件在不同工序的模具間轉換時，會不可避免的存在定位誤差，使得加工精度不高，且加工效率低。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種成型模具，以解決現有的模具成本高，加工精度低和加工效率低的技術問題。為實現上述目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種成型模具，用于將待加工件加工為Z形環(huán)體，其包括上模體、與上模體匹配的下模體；其上模體和下模體均為回轉件，且上模體設置于下模體的上方；上模體包括上沖頭，上沖頭端部為Z形曲面，Z形曲面的形狀與加工后所需的Z形環(huán)體的內孔相同；下模體包括下沖頭，下沖頭設置于上沖頭的下方。進一步地，上模體包括呈現環(huán)形狀結構的壓邊圈，上沖頭可沿壓邊圈的內孔上下移動。進一步地，下模體包括套設于下沖頭周緣的頂塊，驅動頂塊的頂桿，頂塊正對設置于上沖頭的下方，同時設置于頂桿的上方，頂桿驅動頂塊沿上沖頭上下移動。進一步地，下模體還包括設置于壓邊圈下方的凹模，凹模的內孔與壓邊圈的內孔為同一軸線，且凹模的內孔孔徑大于壓邊圈的內孔孔徑，兩者的內孔差值等于待加工件材料厚度的二倍。進一步地，下模體還包括下模板，下沖頭、頂桿和凹模均設置在下模板上。根據本發(fā)明的另一方面，還提供了一種使用上述成型模具制備Z形環(huán)的方法，包括以下步驟si :按要求下環(huán)形的料板，加工形成待加工件；S2 :將待加工件放置于成型模具上，沖壓翻邊區(qū)和過渡區(qū)，形成第一臺階；S3 :拉伸拉伸區(qū)，形成第二臺階。進一步地，待加工件為環(huán)形毛坯件，安放于成型模具的下模體上，并置于上沖頭和下沖頭之間。進一步地，在步驟S2中，成型模具的壓邊圈壓緊拉伸區(qū)；翻邊區(qū)和過渡區(qū)的交接處形成第一臺階，拉伸區(qū)和過渡區(qū)的交接處形成第二臺階。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的成型模具及使用該模具制備Z形環(huán)體的方法，此成型模具通過設置上模體和與上模體匹配的下模體，能夠將翻邊、拉伸成型等成型過程連貫一起完成，相比現有技術中的多次成型加工工序需要更換多套成型模具的成型過程而言，避免了多工序成型工藝存在的定位誤差，提高了成型精度，提高了加工效率，實用性強。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖I是本發(fā)明優(yōu)選實施例所涉及的Z形環(huán)體示意圖；
圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例所涉及的Z形環(huán)體的第一臺階和第二臺階折彎程度較大時的不意圖；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例所涉及的待加工件的結構示意圖；圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的成型模具的結構示意圖；圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例的Z形環(huán)體制備方法的成型過程示意圖；圖6是本發(fā)明其他實施例所涉及的Z形環(huán)體示意圖；以及圖7是本發(fā)明其他實施例的圖6的a向示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖I至圖4，本發(fā)明提供了一種成型模具，用于將待加工件3加工為Z形環(huán)體，其包括上模體I、與上模體I匹配的下模體2。其中，上模體I和下模體2均為同一軸心線的回轉件，上模體I設置于下模體2的上方；待加工件3為金屬材質的環(huán)形毛坯，加工前，待加工件3安放于下模體2上，與上模體I保持一定的距離。詳見圖I和圖3，根據Z形環(huán)體的形狀將待加工件3的毛坯順次包括三區(qū)翻邊區(qū)301、過渡區(qū)302和拉伸區(qū)303，翻邊區(qū)301和過渡區(qū)302的交接處可形成第一臺階31，拉伸區(qū)303和過渡區(qū)302的交接處可形成第二臺階32。詳見圖4，上模體I包括上沖頭I和壓邊圈11，壓邊圈11為環(huán)形結構，其可跟隨設備(如雙動液壓機)的滑塊(圖未示出)沿軸向上下移動，用來壓緊待加工件3的拉伸區(qū)303處。上沖頭10端部為Z形曲面100，Z形曲面100的形狀與加工后所需Z形環(huán)體的內孔相同，上沖頭10由外設的驅動裝置驅動，可沿壓邊圈11的內孔上下移動。優(yōu)選地，上沖頭10與壓邊圈11內孔之間有較小的間隙，便于安裝并減小使用過程中的摩擦。下模體2包括設置于上沖頭10下方的下沖頭20、套設于下沖頭20周緣的頂塊200、驅動頂塊200的頂桿21、設置于壓邊圈11下方的凹模22和下模板23，下沖頭20、頂桿21和凹模22均設置在下模板23上。其中，頂塊200可沿下沖頭20及凹模22上下滑動，頂塊200正對設置于上沖頭10的下方，同時設置于頂桿21的上方,頂桿21由設備(如雙動液壓機)的驅動裝置(圖未示出)驅動，并將驅動力沿軸向傳遞給頂塊200，使得頂塊200可軸向上下移動。凹模22與頂塊200套裝且為滑動配合。凹模22的內孔與壓邊圈11的內孔為同一軸心線，且凹模22的內孔孔徑大于壓邊圈11的內孔孔徑，兩者的內孔差值等于待加工件3材料厚度的二倍。本發(fā)明還提供了一種使用上述成型模具制備Z形環(huán)體的方法，參見圖5，其包括三個步驟，具體步驟如下步驟SI :按要求下環(huán)形的料板，加工形成待加工件3 ；步驟S2 :將待加工件3放置于本發(fā)明的成型模具上，沖壓翻邊區(qū)301和過渡區(qū)302，形成第一臺階31 ；
具體操作為首先，通過頂桿21將頂塊200頂至與凹模22齊平，將待加工件3放置于凹模22和頂塊200形成的平面，其中，拉伸區(qū)303放置于凹模22上。其次，壓邊圈11下行，并與凹模22配合壓緊待加工件3的拉伸成型區(qū)303。最后，上沖頭10沿待加工件3的內孔下行，根據Z形曲面100的形狀，沖壓出翻邊區(qū)301和過渡區(qū)302，形成第一臺階31。步驟S3 :拉伸成型區(qū)303，形成第二臺階32 ；具體操作為隨著上沖頭10繼續(xù)下行，上沖頭10和頂塊200夾緊待加工件3并將其拉入凹模22內，進而形成第二臺階32，完成Z形環(huán)體的加工。當然，在其他實施例中，根據上沖頭10的Z形曲面100的形狀不同，和合模時與Z形曲面100配合的頂塊200表面的形狀不同，可以加工出其他結構形式更為復雜的Z形環(huán)體，如參見圖6，在第一臺階31和(或)第二臺階32處還設置有與之成型方向相反的局部臺階33，局部臺階33通過局部成型而成。此時，下沖頭20的Z形曲面100和上沖頭10的表面均設置有與局部臺階33相適應的型面。當此成型模具加工出第二臺階32后，上沖頭10與頂塊200 —起繼續(xù)下行，上沖頭10與下沖頭20合模后，加工出局部臺階33，從而完成Z形環(huán)體的局部成型加工。使用本發(fā)明的成型模具制備此Z形環(huán)體的工藝改善了待加工件3的材料的流動性，最大限度的減小了材料變形，尤其是變薄的情況。本發(fā)明提供的成型模具及使用該模具制備Z形環(huán)體的方法，此成型模具通過設置上模體和與上模體匹配的下模體，能夠將翻邊、拉伸成型甚至局部成型等成型過程連貫一起完成，相比現有技術中的多次成型加工工序需要更換多套成型模具的成型過程而言，避免了多工序成型工藝存在的定位誤差，提高了成型精度，提高了加工效率，實用性強。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.ー種成型模具，用于將待加工件(3)加工成Z形環(huán)體，其特征在于，包括上模體(D、與所述上模體(I)匹配的下模體(2 ); 所述上模體(I)和所述下模體(2)均為回轉件，且所述上模體(I)設置于所述下模體(2)的上方；所述上模體(I)包括上沖頭(10)，所述上沖頭(10)端部為Z形曲面(100)，所述Z形曲面(100)的形狀與加工后所需的Z形環(huán)體的內孔相同；所述下模體(2)包括下沖頭(20)，所述下沖頭(20)設置于所述上沖頭(10)的下方。
2.根據權利要求I所述的成型模具，其特征在于，所述上模體(I)包括呈環(huán)形狀結構的壓邊圈(11)，所述上沖頭(10 )可沿所述壓邊圈(11)的內孔上下移動。
3.根據權利要求2所述的成型模具，其特征在于，所述下模體(2)包括套設于所述下沖頭(20 )周緣的頂塊(200 )，驅動所述頂塊(200 )的頂桿(21)，所述頂塊(200 )正對設置于所述上沖頭(10)的下方，同時設置于所述頂桿(21)的上方，所述頂桿(21)驅動所述頂塊 (200)沿所述上沖頭(10)上下移動。
4.根據權利要求3所述的成型模具，其特征在于，所述下模體(2)還包括設置于所述壓邊圈(11)下方的凹模(22)，所述凹模(22)的內孔與所述壓邊圈(11)的內孔為同一軸線，且所述凹模(22)的內孔孔徑大于所述壓邊圈(11)的內孔孔徑，兩者的內孔差值等于所述待加工件(3)材料厚度的二倍。
5.根據權利要求4所述的成型模具，其特征在于，所述下模體(2)還包括下模板(23)，所述下沖頭(20)、所述頂桿(21)和所述凹模(22)均設置在所述下模板(23)上。
6.一種制備Z形環(huán)體的方法，其特征在干，使用權利要求I至5中任意一項所述的成型模具，包括以下步驟 51:按要求下環(huán)形的料板，加工形成待加工件(3)； 52:將所述待加工件(3)放置于所述成型模具上，沖壓翻邊區(qū)(301)和過渡區(qū)(302)，形成第一臺階(31)； 53:拉伸拉伸區(qū)(303)，形成第二臺階(32)。
7.根據權利要求6所述的制備Z形環(huán)體的方法，其特征在于，所述待加工件(3)為環(huán)形毛坯件，安放于所述成型模具的下模體(2)上，井置于所述上沖頭(10)和所述下沖頭(20)之間。
8.根據權利要求7所述的制備Z形環(huán)體的方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述成型模具的壓邊圈(11)壓緊所述拉伸區(qū)(303);所述翻邊區(qū)(301)和過渡區(qū)(302)的交接處 形成第一臺階(31)，所述拉伸區(qū)(303)和所述過渡區(qū)(302)的交接處形成第二臺階(32)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種成型模具，用于將待加工件加工為Z形環(huán)體，其包括上模體、與上模體匹配的下模體；其上模體和下模體均為回轉件，且上模體設置于下模體的上方；上模體包括上沖頭，上沖頭端部為Z形曲面，Z形曲面的形狀與加工后所需的Z形環(huán)體的內孔相同；下模體包括下沖頭，下沖頭設置于上沖頭的下方。本發(fā)明還提供的一種使用上述成型模具制備Z形環(huán)的方法。本發(fā)明提供的成型模具及使用該模具制備Z形環(huán)體的方法，此成型模具通過設置上模體和與上模體匹配的下模體，能夠將翻邊、拉伸成型等成型過程連貫一起完成，避免了多工序成型工藝存在的定位誤差，提高了成型精度，提高了加工效率，實用性強。
文檔編號B21D37/10GK102773349SQ20121028906
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權日2012年8月14日
發(fā)明者李又春 申請人:中國南方航空工業(yè)(集團)有限公司