本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种胀芯加工夹具和加工方法。
背景技术
燃气轮机机匣中有大批量的薄壁壳体零件，例如直筒类、锥筒类和喇叭筒类的薄壁零件等，这些零件均需要使用胀形工艺加工成型，其中胀形工艺指的是一种利用模具强迫板料厚度减薄和表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法。在加工过程中，通常将不同形状的胀芯设置在薄壁壳体零件内，然后将胀芯和薄壁壳体零件安装在胀形机内，采用胀形工艺对薄壁壳体零件进行加工时，以得到不同种类的薄壁零件，因此如何加工出合适的胀芯成为了关键。
目前常规的胀芯加工方法为：第一步，车胀芯毛坯内孔；第二步，将胀芯毛坯胀形；第三步，车胀芯毛坯外圆，使胀芯毛坯外圆与需加工出的薄壁壳体零件的内壁相匹配；第四步，线切割胀芯毛坯内孔；第五步，将胀芯毛坯均匀线切割成多块胀瓣。通过上述步骤加工出胀芯后，等多块胀瓣回零位(即还原至未胀形状态)，然后将多块胀瓣放至薄壁壳体零件毛坯内，使薄壁壳体零件毛坯与多块胀瓣胀形，即可得到需加工出的薄壁壳体零件。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
上述第四步中线切割胀芯内孔需要较长的时间，增加了加工的工时成本，同时线切割胀芯内孔，会出现断丝现象，导致加工出的胀芯内孔精度低，胀芯回零位后内孔的圆度不好，则多块胀瓣与薄壁壳体零件毛坯在胀形过程中，薄壁壳体零件毛坯在各个胀瓣处的受力不均匀，会出现胀形效果差，最终加工出的薄壁壳体零件不符合要求的情况。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种胀芯加工夹具和加工方法，可以减少胀芯加工的加工时间，同时保证胀芯内孔的加工精度。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种胀芯加工夹具，所述胀芯加工夹具包括底板和筒体，所述筒体设置在所述底板上，且所述筒体与所述底板垂直，所述筒体的外壁包括用于安装多块胀瓣的多个区域，所述多个区域与所述多块胀瓣一一对应，所述筒体的外径与需加工出的所述胀芯胀形后的内径相匹配，所述筒体的外壁与需加工出的所述胀芯胀形后的内壁相匹配，所述筒体的轴向长度不小于所述胀瓣胀形后的高度。
进一步地，所述胀芯加工夹具还包括衬板，所述衬板设置在所述底板上且与所述底板可拆卸连接，所述衬板和所述筒体位于所述底板的同一侧，所述衬板为圆环结构，所述衬板的外径与所述筒体的内径相匹配，所述筒体套设在所述衬板外。
进一步地，所述胀芯加工夹具还包括至少一个筋板，所述筋板位于所述衬板和所述筒体之间，所述筋板用于连接所述衬板和所述筒体。
进一步地，所述至少一个筋板沿所述筒体的周向等距间隔布置。
进一步地，所述胀芯加工夹具还包括至少一个钩形筋板，所述钩形筋板的远离所述筒体的一端设有与起吊装置相匹配的吊钩，所述钩形筋板沿所述筒体的周向等距间隔分布。
进一步地，所述胀芯加工夹具还包括垫环，所述垫环设置在所述底板上且与所述底板可拆卸连接，所述垫环和所述筒体位于所述底板的同一侧，所述垫环为圆环结构，所述垫环的内径与所述筒体的外径相匹配，所述垫环套设在所述筒体外。
进一步地，所述胀芯加工夹具还包括定位环，所述定位环用于套设在所述多块胀瓣的中部或所述多块胀瓣的远离所述底板的一端。
另一方面，提供了一种胀芯加工方法，所述胀芯加工方法包括：
车加工胀芯毛坯的内孔；
线切割所述胀芯毛坯，得到多块胀瓣；
将所述多块胀瓣安装在胀芯加工夹具上，所述胀芯加工夹具包括底板和筒体，所述筒体设置在所述底板上，且所述筒体与所述底板垂直，所述筒体的外壁包括用于安装多块胀瓣的多个区域，所述多个区域与所述多块胀瓣一一对应，所述筒体的外径与需加工出的所述胀芯胀形后的内径相匹配，所述筒体的外壁与需加工出的所述胀芯胀形后的内壁相匹配，所述筒体的轴向长度不小于所述胀瓣胀形后的高度；
车加工所述多块胀瓣的外壁；
将安装有所述多块胀瓣的胀芯加工夹具放置在胀形机内，进行胀形工艺，得到需加工出的胀芯。
进一步地，所述将所述多块胀瓣安装在胀芯加工夹具上，包括：
通过螺栓将每块所述胀瓣安装在对应的所述区域上。
进一步地，在将所述多块胀瓣安装在胀芯加工夹具上之后，车加工所述多块胀瓣的外壁之前，所述胀芯加工方法还包括：
在所述多块胀瓣的中部或所述多块胀瓣的远离所述底板的一端套设定位环；
将所述定位环点焊在所述多块胀瓣上。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过设置胀芯加工夹具，在加工胀芯时，车胀芯毛坯内孔后，即可直接将胀芯毛坯线切割成多块胀瓣，然后将多块胀瓣安装在胀芯加工夹具的筒体的外壁的多个区域上，每块胀瓣对应一个区域，车加工多块胀瓣的外壁，最后将安装有多块胀瓣的胀芯加工夹具放置在胀形机内，进行胀形工艺，由于筒体的外径与需加工出的胀芯胀形后的内径相匹配，筒体的外壁与需加工出的胀芯胀形后的内壁相匹配，在胀形过程中，胀瓣紧贴筒体外壁，最终胀形后的胀瓣即组成需加工出的胀芯，与现有的胀芯加工方法相比，省去了线切割胀芯毛坯内孔的步骤，使用胀芯加工夹具即可使得胀形后的胀瓣的内孔满足要求，节省了线切割胀芯内孔的时间，同时避免了线切割胀芯毛坯内孔，出现断丝现象，影响胀芯内孔的精度的问题出现，保证了胀芯内孔的加工精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种胀芯加工夹具的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明实施例提供的一种衬板的剖面图；
图4是本发明实施例提供的一种垫环的剖面图；
图5是本发明实施例提供的一种垫环的俯视图；
图6是本发明实施例提供的一种定位环的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种胀芯加工方法的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种胀芯加工夹具，用于安装多块胀瓣，多块胀瓣为将车内孔后的胀芯毛坯进行线切割后得到的。
图1是本发明实施例提供的一种胀芯加工夹具的结构示意图，如图1所示，该胀芯加工夹具包括底板10和筒体20，筒体20设置在底板10上，且筒体20与底板10垂直。
图2是图1的俯视图，如图2所示，筒体20的外壁包括用于安装多块胀瓣(图中未示出)的多个区域20a，多个区域20a与多块胀瓣一一对应，筒体20的外径与需加工出的胀芯(图中未示出)胀形后的内径相匹配，筒体20的外壁与需加工出的胀芯胀形后的内壁相匹配，筒体20的轴向长度不小于胀瓣胀形后的高度。
本发明实施例通过设置胀芯加工夹具，在加工胀芯时，车胀芯毛坯内孔后，即可直接将胀芯毛坯线切割成多块胀瓣，然后将多块胀瓣安装在胀芯加工夹具的筒体的外壁的多个区域上，每块胀瓣对应一个区域，车加工多块胀瓣的外壁，最后将安装有多块胀瓣的胀芯加工夹具放置在胀形机内，进行胀形工艺，由于筒体的外径与需加工出的胀芯胀形后的内径相匹配，筒体的外壁与需加工出的胀芯胀形后的内壁相匹配，在胀形过程中，胀瓣紧贴筒体外壁，最终胀形后的胀瓣即组成需加工出的胀芯，与现有的胀芯加工方法相比，省去了线切割胀芯毛坯内孔的步骤，使用胀芯加工夹具即可使得胀形后的胀瓣的内孔满足要求，节省了线切割胀芯内孔的时间，同时避免了线切割胀芯毛坯内孔，出现断丝现象，影响胀芯内孔的精度的问题出现，保证了胀芯内孔的加工精度。
具体地，假设在本实施例中包括18块胀瓣，如图2所示，则筒体20的外壁上对应设有18个区域。
优选地，底板10为圆环结构，可以减轻整个胀芯加工夹具的重量。
可选地，底板10也可以为矩形板或圆形板。
进一步地，胀芯加工夹具还包括衬板30，衬板30设置在底板10上且与底板10可拆卸连接，衬板30和筒体20位于底板10的同一侧，衬板30的外径与筒体20的内径相匹配。
在具体实现时，底板10上设有一圈止口，该止口与底板10同轴，衬板30安装在底板10的止口中，衬底30与底板10同轴设置，筒体20可以套设在衬板30上，则衬板30可以起到定位作用，使得筒体20与底板10同轴设置，便于后续对多块胀瓣的外壁进行加工。
可选地，衬板30与底板10之间通过螺栓可拆卸连接，便于更换。选取不同尺寸的衬板30即可适用于不同的筒体20。
具体地，衬板30与筒体20焊接在一起，筒体20和衬板30通过螺栓固定在底板10上。
图3是本发明实施例提供的一种衬板的剖面图，如图3所示，衬板30为圆环结构，衬板30的中部设有一个通孔30a，该通孔30a与底板10上的通孔10a相对应。
进一步地，胀芯加工夹具还包括至少一个筋板40，筋板40位于衬板30和筒体20之间，用于连接衬板30和筒体20。通过设置筋板40，可以加强整个胀芯加工夹具的结构强度。
进一步地，至少一个筋板40沿筒体的周向等距间隔布置，以保证胀芯加工夹具的稳定性。
优选地，胀芯加工夹具包括至少四个筋板40，可以使得筒体20的受力均匀，保证整个胀芯加工夹具稳定。
进一步地，如图1所示，胀芯加工夹具还包括至少一个钩形筋板41，钩形筋板41的远离底板20的一端设有与起吊装置相匹配的吊钩41a，钩形筋板41沿筒体的周向等距间隔分布。
在本实施例中，筋板40与钩形筋板41间隔布置，如图2所示，沿筒体20的周向设有3个筋板40和3个钩形筋板41，且相邻的筋板40与钩形筋板41之间间隔60°，该设置方式可以保证筒体20的稳定性，同时还便于吊装。
进一步地，胀芯加工夹具还包括垫环50，垫环50设置在底板10上且与底板10可拆卸连接，垫环50和筒体20位于底板10的同一侧，垫环50的内径与筒体20的外径相匹配，垫环50套设在筒体20外。
图4是本发明实施例提供的一种垫环的剖面图，如图4所示，垫环50为圆环结构。垫环50上设有多个螺纹孔40a，可以在多个螺纹孔40a中设置螺钉(图中未示出)，实现垫环50与底板10的可拆卸连接。在具体使用时，可将多块胀瓣放置在垫环50上，防止胀瓣与底板10直接接触，造成底板10磨损，而垫环50与底板10可拆卸连接，方便更换。
图5是本发明实施例提供的一种垫环的俯视图，如图5所示，在本实施例中，垫环50上沿其周向设有12个螺纹孔40a，12个螺纹孔等距间隔分布，以使得垫环50与底板10的之间的连接更稳定。
图6是本发明实施例提供的一种定位环的结构示意图，如图6所示，胀芯加工夹具还包括定位环60，定位环60用于套设在多块胀瓣的中部或多块胀瓣的远离底板的一端，防止胀瓣过高时胀瓣的位置发生偏移。且在加工胀瓣外圆之前设置定位环60，可以保证加工胀瓣时，胀瓣外圆的尺寸精度，使得后续进行胀形加工时，各个胀瓣能够受力均匀。
本发明实施例提供了一种胀芯加工方法，图7是本发明实施例提供的一种胀芯加工方法的方法流程图，如图7所示，该胀芯加工方法包括：
步骤701、车加工胀芯毛坯的内孔。
具体地，胀芯毛坯可以由板材卷圆焊接而成，将胀芯毛坯放在车床上，精加工其内孔至要求尺寸。
在本实施例中，可以将胀芯毛坯的内孔直径加工成与胀形机本体的外径相匹配。
步骤702、线切割胀芯毛坯，得到多块胀瓣。
具体地，步骤702为现有技术，本发明在此不再赘述。
步骤703、将多块胀瓣安装在胀芯加工夹具上。
具体地，参见图1，该胀芯加工夹具包括底板10和筒体20，筒体20设置在底板10上，且筒体20与底板10垂直，筒体20的外壁包括用于安装多块胀瓣的多个区域20a，多个区域20a与多块胀瓣一一对应，筒体20的外径与需加工出的胀芯胀形后的内径相匹配，筒体20的外壁与需加工出的胀芯胀形后的内壁相匹配，筒体20的轴向长度不小于胀瓣胀形后的高度。
进一步地，步骤703包括：
在每个区域设置一个螺纹孔，在每个螺纹孔内设置螺栓，通过螺栓将每块胀瓣安装在对应的区域上。在安装过程中，应该保证相邻胀瓣之间具有相同间隙。
进一步地，在执行步骤703之后，执行步骤704之前，该胀芯加工方法还包括：
在多块胀瓣的中部或多块胀瓣的远离底板的一端套设定位环，将定位环点焊在多块胀瓣上，通过设置定位环可以保证加工胀瓣时，胀瓣外圆的尺寸精度。
步骤704、车加工多块胀瓣的外壁。
具体地，车加工多块胀瓣的外壁，使得多块胀瓣的外壁与需加工出的薄壁零件的内壁相匹配。
在本实施例中，该胀芯加工方法加工出的胀芯可适用于多种类型的薄壁零件，例如直筒类、锥筒类和喇叭筒类等。
步骤705、进行胀形工艺。
将安装有多块胀瓣的胀芯加工夹具放置在胀形机内，进行胀形工艺，得到需加工出的胀芯。
本发明实施例通过设置胀芯加工夹具，在加工胀芯时，车胀芯毛坯内孔后，即可直接将胀芯毛坯线切割成多块胀瓣，然后将多块胀瓣安装在胀芯加工夹具的筒体的外壁的多个区域上，每块胀瓣对应一个区域，车加工多块胀瓣的外壁，最后将安装有多块胀瓣的胀芯加工夹具放置在胀形机内，进行胀形工艺，由于筒体的外径与需加工出的胀芯胀形后的内径相匹配，筒体的外壁与需加工出的胀芯胀形后的内壁相匹配，在胀形过程中，胀瓣紧贴筒体外壁，最终胀形后的胀瓣即组成需加工出的胀芯，与现有的胀芯加工方法相比，省去了线切割胀芯毛坯内孔的步骤，使用胀芯加工夹具即可使得胀形后的胀瓣的内孔满足要求，节省了线切割胀芯内孔的时间，同时避免了线切割胀芯毛坯内孔，出现断丝现象，影响胀芯内孔的精度的问题出现，保证了胀芯内孔的加工精度。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。