用于薄壁管件胀形的蘑菇型刚性分块凸模的制作方法
【专利摘要】一种用于薄壁管件胀形的蘑菇型分块凸模，包括一体成型的伞状部和根部，伞状部和根部的轴向长度与管坯的轴向长度一致，伞状部是横截面为弧形的柱体结构，弧形的半径与薄壁管件半径R相等，且弧形对应的圆心角为α，根部是横截面为等腰梯形的柱体结构，根部抵靠伞状部的竖向平面设置，使用本发明所示分块凸模制造薄壁管件，在成形过程中可有效避免圆形分块凸模成形过程中零件在凸模间隙处容易破裂以及模具间隙在零件表面上产生压痕、棱角的问题，保证零件成形之后的尺寸精度；在成形终了状态时蘑菇型分块凸模之间的间隙远比圆形凸模之间的间隙小，能有效保证胀形零件的尺寸精度和加工质量。
【专利说明】用于薄壁管件胀形的蘑菇型刚性分块凸模【技术领域】
[0001]本发明属于机械设计领域，涉及乘用车零部件设计方法和塑性加工领域的模具设计，尤其是薄壁管件加工模具的设计。
【背景技术】
[0002]薄壁管件具有中空、轻质等特点，在航空航天、核工业、建筑及汽车行业的应用越来越广泛。此外，与钣金件相比，管件具有刚度高、强度高以及抗冲击性能良好的特性，有利于减振降噪，因此在工业领域得到了广泛应用。
[0003]目前国内外的薄壁管件成形方法主要有液压胀形和刚性分块凸模胀形。液压胀形基本原理是:首先在管件内部引入液态介质如水或油，然后对液态介质施加压力，通过液态介质的压力传递使管坯成形为所需零件形状。液压胀形发展相对成熟，但是会涉及到高压的提供、高压下的密封以及高压下液体泄漏防范等问题，使液压成形设备及模具开发成本非常高，适合于大批量零件的制造。另一种成本相对较低的管件胀形方法是采用刚性分块凸模胀形，该方法基本原理是:模具由若干扇形块组成，在成形过程中各分块模具可在压机滑块作用下沿径向运动，带动管坯贴近凹模内壁使零件成形。由于初始状态模具直径小于胀形终了状态模具直径，因而在终了状态时分块模具间存在一定的间隙，这个间隙使零件内外壁产生一些压痕或棱边，严重影响零件的尺寸精度和使用功能。而且，胀形终了状态时模具间隙处管坯处于双向拉伸状态，导致此处易出现破裂等缺陷。为此，研究设计了一种呈蘑菇型的分块模具用于实现薄壁管件的高精度胀形。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种新型的蘑菇型分块凸模，其避免了目前国内外采用液压胀形工艺中存在的零件尺寸精度不良和圆环形分块凸模胀形中模具间隙导致的零件尺寸精度不良及在间隙处易破裂等问题，可实现薄壁管件的高精度胀形。
[0005]为达到上述目的，本发明的解决方案是:
[0006]一种用于薄壁管件胀形的蘑菇型分块凸模，包括一体成型的伞状部和根部，所述伞状部和所述根部轴向平齐设置，且所述伞状部和所述根部的轴向长度与薄壁管件的轴向
长度一致:
[0007]所述伞状部是横截面为弧形的柱体结构，所述弧形的半径与所述薄壁管件半径R相等，且弧形对应的圆心角为α ;
[0008]所述根部是横截面为等腰梯形的柱体结构，所述根部抵靠所述伞状部的竖向平面设置.所述等腰梯形上底边一端点距离同侧所述弧形端点的距离I1的大小为:...α
[0009]
【权利要求】
1.一种用于薄壁管件胀形的蘑菇型分块凸模，其特征在于:包括一体成型的伞状部和根部，所述伞状部和所述根部轴向平齐设置，且所述伞状部和所述根部的轴向长度与薄壁管件的轴向长度一致: 所述伞状部是横截面为弧形的柱体结构，所述弧形的半径与所述薄壁管件半径R相等，且弧形对应的圆心角为α ； 所述根部是横截面为等腰梯形的柱体结构，所述根部抵靠所述伞状部的竖向平面设置。
2.根据权利要求1所述的分块模具，其特征在于:所述等腰梯形上底边一端点距离同侧所述弧形端点的距离I1的大小为:.a
3.根据权利要求1或2所述的分块模具，其特征在于:所述等腰梯形下底边长度I2的大小为:
4.根据权利要求1所述的分块模具，其特征在于:所述模具分块数η为偶数。
5.根据权利要求1所述的分块模具，其特征在于:所述凸模制作材料的硬度高于薄壁管件材料的硬度。
【文档编号】B21D37/10GK104028647SQ201410228711
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】余海燕, 王友 申请人:同济大学