一种筒壁厚度大于法兰厚度的板料产品镦挤方法及装置与流程

本发明属于一种金属板材冲压生产方法和装置，具体涉及一种筒壁厚度大于法兰厚度的带法兰冲压零件的制作方法及装置。

背景技术：

冲压零件是装备制造、仪器仪表、车辆工程及日常生活中应用极为普遍的一类产品，这类产品的制作通常是借助相应的模具或工装来实现的。按照目前的技术水平，采用拉深工艺，可以生产法兰与筒壁厚度相等或接近相等的筒形件，利用变薄拉深技术可以生产筒壁厚度小于法兰厚度的筒形件。

在实际制造工程领域，还常常会遇到筒壁厚度要求大于法兰厚度的冲压产品，这类产品利用现有的冲压技术是无法直接生产的。最通常的方法是直接采用机械加工的来满足生产要求，也可以先借助于传统的拉深工艺获得满足筒壁厚度要求的中间产品，再通过机加工的方法将法兰厚度减小。上述两种方法，都存在材料耗费量大、机加工作量大，生产效率低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种筒壁厚度大于法兰厚度的金属板材镦挤方法及其装置，它能够解决不等厚厚度冲压产品生产的技术现状。

本发明是这样实现的，一种筒壁厚度大于法兰厚度的板料产品镦挤装置，它包括芯模、定位圈、镦粗环、浮动凹模、顶杆、下模板和上模板；其中，镦粗环与上模板固接在一起，芯模与定位圈安装在下模板上，浮动凹模为空心筒状并且位于下模板和上模板之间，浮动凹模的筒壁位于定位圈和镦粗环之间。

一种筒壁厚度大于法兰厚度的板料产品镦挤方法，它包括如下步骤，

1)首先通过常规的拉深冲孔工艺或拉深冲孔翻边工艺将金属板材制成带有法兰的等壁厚或近似等壁厚的筒形件预制坯；

2)将等厚度的预制坯套入与下模板刚性连接的芯模上，上模板下行，带动浮动凹模压紧预制坯的法兰并使推杆逐渐复位，在此过程中定位圈对浮动凹模起导向作用；

3)上模板继续下行，与之固接的镦粗环以芯模为导向，对预制坯的筒壁进行镦粗，直至充满芯模与浮动凹模之间的环形区域；

4)上模抬起，镦粗环与浮动凹模随之上行，顶出杆将筒壁镦粗厚的工件从芯模上顶出。

本发明的优点是，其一，与传统的机械加工方法相比，用本发明提供的方法及工装制作筒壁厚度大于法兰厚度的金属板材零件，其材料利用率大大提高，机械加工工时明显降低，具有显著的经济效益；其二，筒壁部分经过镦粗以后，其力学性能由于加工硬化效应而得到不同程度的提升，可使工件的承载特性获得改善；其三，本发明提供的技术及装置，不但可以用于回转体零件的制作，也可以用于非回转体截面零件的制作。

附图说明

图1为一种筒壁厚度大于法兰厚度的板料产品镦挤装置示意图；

图2为法兰与筒壁等厚度的预制坯示意图；

图3为法兰盘零件图；

图4为等厚度的法兰盘预制坯工件图；

图5为端盖零件图；

图6为端盖预制坯；

图7为端盖中间过渡件

图中，1芯模，2定位圈，3镦粗环，4浮动凹模，5工件，6顶杆，7下模板，8上模板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍：

本发明的技术原理是，采用一种拉深冲孔和镦粗的复合工艺，完成筒壁厚度大于法兰厚度的筒形类冲压产品的制作。拉深冲孔将金属平板制成等壁厚或近似等壁厚的筒形件预制坯，镦粗将该预制坯的筒壁厚度增加至设计要求(大于法兰厚度)。

一种筒壁厚度大于法兰厚度的板料产品镦挤装置包括芯模1、定位圈2、镦粗环3、浮动凹模4、顶杆6、下模板7和上模板8。其连接关系如图1所示。镦粗环3与上模板8固接在一起，芯模1与定位圈2安装在下模板7上，浮动凹模4为空心筒状并且位于下模板7和上模板之间，浮动凹模4的筒壁位于定位圈2和镦粗环3之间。

通过上述装置能够实现筒壁厚度大于法兰厚度的筒形类冲压产品的制作，具体步骤如下：

1)首先通过常规的拉深冲孔工艺或拉深冲孔翻边工艺将金属板材制成带有法兰的等壁厚或近似等壁厚的筒形件预制坯，如图2所示；

2)将等厚度的预制坯套入与下模板刚性连接的芯模上，上模板下行，带动浮动凹模压紧预制坯的法兰并使推杆逐渐复位，在此过程中定位圈对浮动凹模起导向作用；

3)上模板继续下行，与之固接的镦粗环以芯模为导向，对预制坯的筒壁进行镦粗，直至充满芯模与浮动凹模之间的环形区域；

4)上模抬起，镦粗环与浮动凹模随之上行，顶出杆将筒壁镦粗厚的工件从芯模上顶出。

利用本发明提供的技术及装置，一次镦粗可使壁厚增加高达100％。如果工件所需要的筒壁厚度大于此值，需要重复一次上述镦粗操作，为此需要更换镦粗环和浮动凹模。如有必要，重复镦粗之间可以安排退火工序。

实施例1

某法兰盘形状尺寸如图3所示，材料为5A06铝合金。

第一步，制坯

该零件的特征是筒壁厚度是法兰厚度的2倍。根据体积不变条件，采用普通拉深冲孔复合工艺把铝合金金属板材制成如图所示的等厚度筒形件预制坯。

第二步 镦粗

由于最终零件筒壁厚度为法兰厚度的2倍，故采用本发明公布的技术方法及工装结构可以经过一次镦粗完成。

实施例2

某型端盖结构尺寸如图5所示，材料为2A12铝合金。

第一步，制坯

该零件的特征是筒壁厚度是法兰厚度的2.5倍。根据体积不变条件，采用普通是拉深冲孔复合工艺把铝合金金属板材制成如图所示的等厚度板材筒形件预制坯。

第二步 第一次镦粗

由于最终零件筒壁厚度为法兰厚度的2.5倍，故采用本发明公布的技术方法及工装结构可以经过两次次镦粗方可完成。第一次将图5所示的预制坯镦粗为图7所示的中间过渡件，其筒壁厚度为3.8mm。

第三步 第二次镦粗

将图7所示的中间过渡件镦粗至图5所示的端盖零件。