薄壁大回弹构件成型工装以及成型方法与流程

本发明属于金属构件成型技术领域，尤其涉及一种薄壁大回弹构件成型工装以及成型方法。

背景技术：

双层薄壁回转体是某产品上的一个重要组成构件，图1为双层薄壁回转体的结构示意图，图2为图1的俯视示意图，结合图1以及图2，该双层薄壁回转体包括外环5、内环6以及多个法兰块7，图3为图1中的外环以及内环的连接示意图，图4为图1中的外环的结构示意图，图5为图1中的外环的侧视图，结合图3、图4以及图5，该双层薄壁回转体的外环5整体呈喇叭状，其包括同轴设置的第一筒状体5.1、第二筒状体5.2以及锥台体5.3，其中，第一筒状体5.1的内径小于第二筒状体5.2的内径，第一筒状体5.1和第二筒状体5.2之间通过锥台体5.3连接过渡，外环的材质选用为锡青铜，其厚度为0.3mm。图6为图1中的内环的结构示意图，图7为图1中的内环的侧视图，结合图3、图6以及图7，该双层薄壁回转体的内环6为筒状，其材质选用为锡青铜，其厚度为0.3mm，内环6的两端分别和外环5的两端齐平设置，内环6固定设置在外环5的内壁上，内环6靠近所述第二筒状体5.2的一端的内侧设置有多个法兰块7，法兰块7整体呈矩形，其在内环6的径向截面上的投影尺寸为5mm×10mm。

通过上述可知，双层薄壁回转体的材料较薄，仅为0.3mm厚，另外，由于其材质为锡青铜，整体刚性较弱，回弹大，传统的成型方式多采用钣金成型和焊接成型，但钣金成型方式无法保证其尺寸精度要求，因此，必须在产品生产过程中采用合理的方法，以克服传统方法无法实现此类薄壁、大回弹的产品生产的难题。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种薄壁大回弹构件成型工装以及成型方法，以克服传统方法无法实现此类薄壁、大回弹的产品生产的难题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一方面，本发明提供了一种薄壁大回弹构件成型工装，所述成型工装包括底座、模块以及弹性件，所述模块固定设置在所述底座上，所述模块在背向所述底座的一侧设置有成型模腔，所述成型模腔的内壁的形状和待成型的构件的外轮廓相一致，所述弹性件可操作性地插设在所述成型模腔中，当所述弹性件插入到所述成型模腔中时，所述弹性件受所述成型模腔内壁的挤压发生形变，当所述弹性件从所述成型模腔中拔出时，所述弹性件恢复至原先形状。

可选地，所述弹性件的材质为橡胶。

进一步地，所述构件包括外环、内环以及多个法兰块，所述外环整体呈喇叭状，所述外环包括同轴设置的第一筒状体、第二筒状体以及锥台体，所述第一筒状体的内径小于所述第二筒状体的内径，所述第一筒状体和所述第二筒状体之间通过所述锥台体连接过渡；所述内环为筒状，所述内环的两端分别和所述外环的两端齐平设置，所述内环固定设置在所述外环的内壁上，所述内环靠近所述第二筒状体的一端的内侧设置有多个所述法兰块；

所述成型方法包括：

提供第一成型工装，所述第一成型工装的成型模腔的内壁的形状呈与所述外环的外轮廓相一致，所述弹性件呈柱状；

利用提供的所述第一成型工装成型所述外环，所述利用提供的所述第一成型工装成型所述外环具体包括：将材料加工成外环初始形状，所述外环初始形状具有和成型后的所述外环同样的高度；将具有初始形状的外环放置在第一成型工装的模块的成型模腔中，将弹性件放入具有初始形状的外环内部；沿所述弹性件的轴向向所述弹性件施加挤压力，使所述弹性件充满所述第一成型工装的模块的成型模腔的内部空腔；释放对所述弹性件施加的挤压力，所述弹性件恢复原状，依次取出所述弹性件和所述外环，所述外环成型完毕；

提供第二成型工装，所述第二成型工装的成型模腔的内壁的形状呈与所述内环的外轮廓相一致，所述弹性件呈柱状；

利用提供的所述第二成型工装成型所述内环，所述利用提供的所述第二成型工装成型所述内环具体包括：将材料加工成内环初始形状，所述内环初始形状具有和成型后的所述内环同样的高度；将具有初始形状的内环放置在第二成型工装的模块的成型模腔中，将弹性件放入具有初始形状的内环内部；沿所述弹性件的轴向向所述弹性件施加挤压力，使所述弹性件充满所述第二成型工装的模块的成型模腔的内部空腔；释放对所述弹性件施加的挤压力，所述弹性件恢复原状，依次取出所述弹性件和所述内环；将内环的法兰块加工成型，所述内环成型完毕；

将成型后的内环和成型后的外环加工成所述构件。

进一步地，所述将材料加工成外环初始形状，所述外环初始形状具有和成型后的所述外环同样的高度，具体包括：

提供第一成型材料，所述第一成型材料的长度为所述外环的周长，所述第一成型材料的长度方向的两端具有第一搭边部，每个所述第一搭接部的宽度方向的两端均具有第一焊接引弧块；

所述第一成型材料按外环外形沿第一成型材料长度方向滚卷预成型；

预成型的外环套装在修正模上，所述第一成型材料的第一搭接部通过搭边的方式形成第一连接缝；

利用激光焊焊接外环的第一连接缝，焊接完毕后，将外环从修正模上拆下；

将所述外环的第一连接缝高度加工至同所述外环齐平；

将第一焊接引弧块沿外环圆周轮廓方向剪掉，并修至外环圆周端面齐平。

进一步地，所述将材料加工成内环初始形状，所述内环初始形状具有和成型后的所述内环同样的高度，具体包括：

提供第二成型材料，所述第二成型材料的长度为所述内环的周长，所述第二成型材料的长度方向的两端具有第二搭边部，每个所述第二搭接部的宽度方向的两端均具有第二焊接引弧块，所述第二成型材料的宽度方向的一端间隔设置有多个法兰块；

所述第二成型材料按内环外形沿第二成型材料长度方向滚卷预成型；

预成型的内环套装在修正模上，所述第二成型材料的第二搭接部通过搭边的方式形成第二连接缝；

利用激光焊焊接内环的第二连接缝，焊接完毕后，将内环从修正模上拆下；

将所述内环的第二连接缝高度加工至同所述内环齐平；

将第二焊接引弧块沿内环圆周轮廓方向剪掉，并修至内环圆周端面齐平。

进一步地，所述将内环的法兰块加工成型，具体包括：

将所述内环套入修正模上并固定，所述内环具有所述法兰块的一端与所述修正模的一端齐平，沿所述修正模径向方向依次敲制各个所述法兰块，敲制完毕后，所述法兰块表面与所述内环轴线垂直。

更进一步地，所述修正模呈柱状，所述修正模的表面上设置有焊漏槽，所述焊漏槽沿所述修正模的轴向设置。

进一步地，所述将成型后的内环和成型后的外环加工成所述构件，具体包括：

将成型后的所述内环放置到成型后的所述外环内部，所述内环不带所述法兰块的一端与所述外环的第一筒状体的一端齐平；

将多块银钎片沿所述内环的圆周方向均布放入到所述外环的第一筒状体的一端和所述内环之间，其中，所述银钎片的外轮廓边与所述外环的第一筒状体的一端齐平；

通过电阻钎焊焊接所述内环以及所述外环之间的银钎片，使所述内环和所述外环加工成所述构件。

进一步地，所述通过电阻钎焊焊接所述内环以及所述外环之间的银钎片，使所述内环和所述外环加工成所述构件，具体包括：

将装配有多个所述银钎片的所述内环和所述外环放置到电阻点焊设备的电极上，所述电极对准所述银钎片部位，操作电阻点焊设备，依次完成各个所述银钎片部位的电阻点焊焊接。

本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种薄壁大回弹构件成型工装，由于该成型工装包括底座、模块以及弹性件，模块固定设置在底座上，模块在背向底座的一侧设置有成型模腔，成型模腔的内壁的形状和待成型的构件的外轮廓相一致，弹性件可操作性地插设在成型模腔中，使用时可以将构件放在此成型模腔中，然后再插入弹性件，通过弹性件的挤压压缩和成型模腔内壁的限位，可以使构件形变成型至需求的轮廓，这样就可以避免现有技术中的通过钣金成型带来的产品精度不足的问题，以提高成型后的产品构件的精度，以克服传统方法无法实现此类薄壁、大回弹的产品生产的难题。

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为双层薄壁回转体的结构示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为图1中的外环以及内环的连接示意图；

图4为图1中的外环的结构示意图；

图5为图1中的外环的侧视图；

图6为图1中的内环的结构示意图；

图7为图1中的内环的侧视图；

图8为本发明实施例中的一种薄壁大回弹构件成型工装的结构示意图；

图9为本发明实施例中的另一种薄壁大回弹构件成型工装的结构示意图；

图10为本发明实施例所用的修正模的结构示意图；

图11为图10的俯视示意图；

图12为本发明实施例的一种薄壁大回弹构件的成型方法的流程示意图；

图13为本发明实施例中外环成型前的结构示意图；

图14为第一成型材料长度方向滚卷预成型外环的结构示意图；

图15为本发明实施例中内环成型前的结构示意图；

图16为第二成型材料长度方向滚卷预成型外环的结构示意图；

图17为内环和外环的焊接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对背景技术中出现的“无法实现此类薄壁、大回弹的产品生产的难题”，本发明首先提供了一种薄壁大回弹构件成型工装。

图8为本发明实施例中的一种薄壁大回弹构件成型工装的结构示意图，图9为本发明实施例中的另一种薄壁大回弹构件成型工装的结构示意图，结合图8以及图9，本发明实施例中，该成型工装包括底座1、模块2以及弹性件3，其中，模块2固定设置在底座1上，模块2在背向底座1的一侧设置有成型模腔4，成型模腔4的内壁的形状和待成型的构件的外轮廓相一致，弹性件3可操作性地插设在成型模腔4中，当弹性件3插入到成型模腔4中时，弹性件3受成型模腔4内壁的挤压发生形变，当弹性件3从成型模腔4中拔出时，弹性件3恢复至原先形状。

通过本发明实施例的成型工装生产构件时，先将构件放在成型模腔中，然后再插入弹性件，通过弹性件的挤压压缩和成型模腔内壁的限位，可以使构件形变成型至需求的轮廓，这样就可以避免现有技术中的通过钣金成型带来的产品精度不足的问题，以提高成型后的产品构件的精度，以克服传统方法无法实现此类薄壁、大回弹的产品生产的难题。

本发明实施例中，底座1的一表面为平面，模块2可以通过螺钉安装在底座1的该表面上，模块2的成型模腔4可以为一贯通孔，该贯通孔和底座1的表面形成一个凹槽，该凹槽即为成型模腔，以用于对待成型的构件的周向和端面的限位。

当然，本发明实施例中，凹槽可以直接开设在模块2上，而模块2可以和底座1一体成型，本发明实施例对此不作限制。

本发明实施例中，底座1和模块2均为硬质金属件，在弹性件3的挤压下，底座1和模块2不会发生变形，而弹性件3的材质可以选用为橡胶，可快速形变或者恢复原状。

针对背景技术中所示的一种薄壁大回弹构件-双层薄壁回转体的成型，可以利用上述成型工装生产。

利用上述成型工装生产时，还需要理由修正模，图10为本发明实施例所用的修正模的结构示意图，图11为图10的俯视示意图，结合图10以及图11，该修正模8为硬质金属件，且呈柱状，修正模8的表面上设置有焊漏槽9，焊漏槽9沿修正模8的轴向设置，以用于焊缝的焊接。

图12为本发明实施例的一种薄壁大回弹构件的成型方法的流程示意图，结合图12，该成型方法包括：

s1：提供第一成型工装，如图8所示，第一成型工装的成型模腔4的内壁的形状呈与外环5的外轮廓相一致，弹性件3呈柱状；

s2：利用提供的第一成型工装成型外环，具体包括：

将材料加工成外环5初始形状，外环初始形状具有和成型后的外环5同样的高度；

将具有初始形状的外环5放置在第一成型工装的模块的成型模腔4中，将弹性件3放入具有初始形状的外环5内部；

沿弹性件3的轴向向弹性件3施加挤压力，使弹性件3充满第一成型工装的模块的成型模腔4的内部空腔；

释放对弹性件3施加的挤压力，弹性件3恢复原状，依次取出弹性件3和外环5，外环成型完毕。

此步骤中，将材料加工成外环初始形状，外环初始形状具有和成型后的外环同样的高度，具体包括：

如图13所示，提供第一成型材料，该第一成型材料的长度为外环的周长，第一成型材料的长度方向的两端具有第一搭边部，第一搭接部的尺寸可以为1.5mm，每个第一搭接部的宽度方向的两端均具有第一焊接引弧块10，第一焊接引弧块10用于焊缝的焊接，焊接后需要去除，其尺寸可以为10mm×6mm；

第一成型材料按外环外形沿第一成型材料长度方向滚卷预成型，如图14所示；

预成型的外环套装在修正模8上，在修正模8上校正外环圆度符合要求，并在修正模8上，将第一成型材料的第一搭接部通过搭边的方式形成第一连接缝，同时确保第一连接缝在修正模的焊漏槽9中间位置；

利用激光焊焊接外环的第一连接缝，焊接完毕后，将外环从修正模8上拆下；

将外环的第一连接缝高度加工至同外环齐平，本发明实施例中，可以利用铝合金榔头在操作平台上将外环的第一连接缝高度加工至同外环齐平；

将第一焊接引弧块10沿外环5圆周轮廓方向剪掉，并修至外环圆周端面齐平，本发明实施例中，可以通过剪刀剪掉第一焊接引弧块10，并通过锉刀修至外环圆周端面齐平。

s3：提供第二成型工装，如图9所示，该第二成型工装的成型模腔4的内壁的形状呈与内环6的外轮廓相一致，弹性件3呈柱状；

s4：利用提供的第二成型工装成型内环，具体包括：

将材料加工成内环6初始形状，内环初始形状具有和成型后的内环6同样的高度；

将具有初始形状的内环6放置在第二成型工装的模块的成型模腔4中，将弹性件3放入具有初始形状的内环6内部；

沿弹性件3的轴向向弹性件3施加挤压力，使弹性件3充满第二成型工装的模块的成型模腔4的内部空腔；

释放对弹性件3施加的挤压力，弹性件3恢复原状，依次取出弹性件3和内环6；

将内环6的法兰块7加工成型，内环成型完毕。

进一步地，该步骤中，将材料加工成内环6初始形状，内环初始形状具有和成型后的内环6同样的高度，具体包括：

如图15所示，提供第二成型材料，第二成型材料的长度为内环的周长，第二成型材料的长度方向的两端具有第二搭边部，第二搭接部的尺寸可以为1.5mm，每个第二搭接部的宽度方向的两端均具有第二焊接引弧块11，第二焊接引弧块10用于焊缝的焊接，焊接后需要去除，其尺寸可以为10mm×6mm，第二成型材料的宽度方向的一端间隔设置有多个法兰块7；

第二成型材料按内环外形沿第二成型材料长度方向滚卷预成型，如图16所示；

预成型的内环套装在修正模8上，在修正模8上校正内环圆度符合要求，并在修正模8上，将第二成型材料的第二搭接部通过搭边的方式形成第二连接缝，同时确保第二连接缝在修正模的焊漏槽9中间位置；

利用激光焊焊接内环的第二连接缝，焊接完毕后，将内环从修正模8上拆下；

将内环的第二连接缝高度加工至同内环齐平，本发明实施例中，可以利用铝合金榔头在操作平台上将外环的第一连接缝高度加工至同外环齐平；

将第二焊接引弧块11沿内环6圆周轮廓方向剪掉，并修至内环圆周端面齐平，本发明实施例中，可以通过剪刀剪掉第二焊接引弧块11，并通过锉刀修至内环圆周端面齐平。

进一步地，该步骤中，将内环的法兰块加工成型，具体包括：

将内环6套入修正模8上并固定，内环6具有法兰块7的一端与修正模8的一端齐平，沿修正模8径向方向依次敲制各个法兰块7，敲制完毕后，法兰块7表面与内环8轴线垂直。

本发明实施例的内环和外环自身的焊接，由于采用激光焊，可保证焊缝成型质量，而且强度高，胀形时完全不受外力影响。

本发明实施例中，可以通过液压设备向弹性件3施加挤压力。

s5：将成型后的内环和成型后的外环加工成构件，具体包括：

将成型后的内环6放置到成型后的外环5内部，内环6不带法兰块7的一端与外环5的第一筒状体5.1的一端齐平；

如图17所示，将多块银钎片12沿内环6的圆周方向均布放入到外环5的第一筒状体5.1的一端和内环5之间，其中，银钎片12的外轮廓边与外环5的第一筒状体5.1的一端齐平；

通过电阻钎焊焊接内环6以及外环5之间的银钎片12，使内环6和外环5加工成构件。

进一步地，通过电阻钎焊焊接内环以及外环之间的银钎片，使内环和外环加工成构件，具体包括：

将装配有多个银钎片12的内环6和外环5放置到电阻点焊设备的电极上，电极对准银钎片12部位，操作电阻点焊设备，依次完成各个银钎片部位的电阻点焊焊接。

现有技术中，内环6和外环5的焊接方法多为手工氩弧焊，由于产品壁薄，氩弧焊电弧热量高，造成容易烧穿等问题，无法直接实现焊接，给产品顺利生产带来了较大的困难，本发明实施例采用的焊接方法可以规避上述问题，即多个银钎片12可以形成挡粉环，电阻钎焊后不但焊点强度高，重要的是挡粉环外形尺寸未受到焊接变形影响，与焊前基本一致，完全满足设计要求，避免了产品因材料薄而无法生产的问题，为锡青铜薄壁件焊接创造了良好条件。

综上所述，本发明实施例的成型工装使用方法简单，操作方便，能很好地克服锡青铜薄壁回转体常规成型方法所存在的精度差的问题，同时提高了产品成型效率，具有很好的实用性。

以下所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式下的限制，任何所述技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。