一种带有横向内筋筒体工件的翻转毛坯内筋模具

本发明属于金属材料零工件成形的挤压方法，特别涉及一种带有横向毛坯内筋筒体工件的翻转毛坯内筋模具。

背景技术：

目前，对于端部带有横向内筋的筒体工件，如某类大型压力容器(见图1)制造中，工件结构特点：①筒体是薄壁(10mm)，端部是厚壁(宽100，厚100)，整体厚度不同，不能用板料拉伸成形；②用挤压方法只能成形与端部相同内径(110)的厚壁筒，材料浪费大。

如图1所示，带有横向内筋筒体工件1，传统的成形工艺大多采用挤压后机械加工方法、铸造法、冲压后焊接法。或者使用传统机械加工方法是将棒料放到车床上进行机械加工出所需的筒形工件。该方法材料利用率不足20％，机加件性能低下，不能满足压力容器的高强度要求。目前，对于端部带有横向内筋1-1筒体工件最常采用传统的成形工艺为：

1、采用传统铸造进行成形，铸件有诸多缺陷，如气孔、沙眼等，疏松导致出成率低，晶粒粗大，力学性能低，难以满足高的力学性能要求。

2、先采用冲压法是把工件分段加工，横筋部分1-1采用挤压成形后进行机械加工，筒体工件直壁部分采用薄板拉伸成形，然后将直壁部分与横筋焊接，但是这种工艺流程多，焊缝强度低，难以满足大压力容器高力学性能的要求。

3、先采用挤压成形筒体工件，棒料进行墩粗处理后进行反挤压成壁厚110的筒形件，然后进行机械加工；挤压筒壁厚大，机加余量大，机加成本高，费时费工，材料利用率低。

总之，对于端部带有横向内筋筒体工件的制造采用传统工艺存在的材料利用率、环筋强度低、机加周期长、成本高的问题。关键是对肚大小口的筒形件挤压，没有容易脱模的模具。

技术实现要素：

本发明的目的旨在实现对端部带有横向内筋筒体工件成形，提供一种能够翻转内筋、并可张开、收缩、容易脱模的带有横向内筋筒体工件的翻转毛坯内筋模具。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种带有横向内筋筒体工件的翻转毛坯内筋模具，包括凸模、凹模、及下顶杆；其特征在于：所述的凸模含有凸模矫正环、凸模压板、连杆机构、弹簧、压杆、限位管、压环；所述的凸模压板固定连接在压杆下端；而所述的凸模矫正环套装在在压杆上；所述的连杆机构分别与凸模矫正环套、凸模压板连接；所述的弹簧在限位管内，并一起套装凸模压板与凸模矫正环之间的压杆上，且由压环固定于凸模压板上；

所述的凹模含有内翻转凹模、内翻转凹模支撑环及下模板；所述的翻转凹模在内翻转凹模支撑环上连接，而所述的内翻转凹模支撑环固定在下模板之上；所述的下顶杆装于下模板的中间孔中。

所述的内翻转凹模口设有圆弧。

所述的连杆翻转机构，分布在压杆一圈，所述的连杆翻转机构设有内撑块。

本发明与现有技术比较的技术特点和效果为：

本发明解决了对肚大小口的筒形件挤压，难以脱模的问题，使用连杆翻转机构使得凸模在工作过程中能够张开、收缩，从而容易脱模。凹模口设计为大圆弧形状的圆角，以便使反挤压后筒体工件上形成转动空间，形成可控的尺寸和形状。同时，减小反挤压筒体工件上端毛坯内筋翻转时的剪切应力，以防止翻转时材料断裂，也可提高翻转后反挤压筒体工件上端毛坯内筋处的外表面的质量。

附图说明

图1是带有横向内筋筒体工件的示意图；

图2是在经反挤压成形带有毛坯内筋的筒体工件的示意图；

图3是本发明一种带有横向内筋筒体工件的翻转毛坯内筋模具的示意图；

图4是翻转毛坯内筋模具的弹簧压缩和内撑块旋转的示意图；

图5是翻转毛坯内筋模具的凸模上行，弹簧恢复、内撑块旋转收回、及顶杆顶出筒体工件的示意图；

图中：筒体工件1、横筋部分1-1、毛坯内筋2-1、毛坯内筋部位下方切槽2-2；

翻转毛坯内筋模具：凸模4-1、凹模4-2、及顶杆4-4；凸模矫正环4-1-1、凸模压板4-1-2、连杆翻转机构4-1-3、弹簧4-1-4、压杆4-1-5、限位管4-1-6、压环4-1-7；内翻转凹模4-2-1、内翻转凹模支撑环4-2-2、及下模板4-2-3、圆弧4-2-1-1、连杆内撑块4-1-3-1。

具体实施方式

以下详细说明本发明的技术方案和具体实施方式。

如图2所示，是在经反挤压成形带有毛坯内筋的筒体工件的示意图；带有毛坯内筋的筒体工件的切槽，在毛坯内筋部位下方切槽2-2(切槽为3×45°)，即在普通车床上完成，完成切槽筒体工件。

所述的切槽筒体工件作为翻转毛坯内筋模具的毛坯。

如图3所示，本发明的一种带有横向内筋筒体工件的翻转毛坯内筋模具，包括凸模4-1、凹模4-2、及顶杆4-4；所述的凸模4-1含有凸模矫正环4-1-1、凸模压板4-1-2、连杆翻转机构4-1-3、弹簧4-1-4、压杆4-1-5、限位管4-1-6、压环4-1-7；所述的凸模压板固定连接在压杆下端；而所述的凸模矫正环套装在在压杆上；所述的连杆翻转机构分别与凸模矫正环套、凸模压板连接；所述的弹簧在限位管内，并一起套装凸模压板与凸模矫正环之间的压杆上，且由压环4-1-7固定于凸模压板上；

所述的凹模4-2含有内翻转凹模4-2-1、内翻转凹模支撑环4-2-2、及下模板4-2-3；所述的翻转凹模在内翻转凹模支撑环上连接，而所述的内翻转凹模支撑环固定在下模板之上；所述的顶杆装于下模板的中间孔中。

如图4所示，所述的连杆翻转机构4-1-3，分布在压杆4-1-5一圈，该连杆翻转机构设有连杆内内撑块4-1-3-1，连杆内撑块可以是3-8块，用以确保翻转过程中筒体工件的切槽以下筒壁不发生弯曲失稳变形。

筒体工件是肚大小口的筒形件，传统结构凸模是难以脱模的，而使用连杆翻转机构使得凸模在工作过程中能够张开、收缩，从而容易脱模。

所述的内翻转凹模口设有圆弧4-2-1-1。

为反挤压筒体工件翻转毛坯内筋部分，在翻转挤压凹模口设计为大圆弧形状的圆角，以便使反挤压后筒体工件上形成转动空间，形成可控的尺寸和形状。

同时，减小反挤压筒体工件上端毛坯内筋翻转时的剪切应力，以防止翻转时材料断裂，也可提高翻转后反挤压筒体工件上端毛坯内筋处的外表面的质量。

如图5所示，是翻转毛坯内筋模具的凸模上行，弹簧恢复、内撑块旋转收回、及顶杆顶出筒体工件的示意图。

使用一种带有横向内筋筒体工件的翻转毛坯内筋模具，将切槽筒体工件的毛坯内筋翻转过程如下：

a、准备好已完成切槽筒体工件，并作为翻转毛坯内筋模具的毛坯。

b、将切槽筒体工件放入挤压模具内；凸模下行底部与切槽筒体工件的底部接触，模具的弹簧压缩，连杆内撑块旋转成水平，撑住筒体工件的内壁。

c、限位环接触校正环，连杆内撑块旋转水平，继续下行带动切槽筒体工件整体下移。

d、切槽筒体工件上毛坯内筋遇到凹模边缘开始翻转，毛坯内筋的倾斜向转成垂直向，并与筒体壁一致。

e、凸模上行，弹簧恢复，连杆内撑块旋转回收，凸模从切槽筒体工件里面退出，完成脱模，如图5所示。

f、下顶杆向上顶出已被直起与扶正的切槽筒体工件，从而完成制造带有横向内筋筒体工件。

最终，加工成形带有横向内筋的筒体工件，所述的带有横向内筋的筒体工件还留有折缝区域的加工余量将余量车掉，即形成完整的带有横向内筋的筒体工件。加工余量视内筋和产品厚度而定，一般大约2-3mm。