一种发动机外罩倾斜曲面腰形孔分度冲裁模具结构的制作方法

1.本实用新型涉及航空发动机加工技术领域，更具体的是涉及发动机零件腰形孔冲裁模具技术领域。


背景技术：

2.400公斤推力级涡喷发动机是巡航装备动力系统的重要支撑，外罩为该型发动机重要组成零件，是整流罩部件的下属零件。整流罩的主要作用有对发动机前端进气进行整流减小阻力，对发动机内部结构进行散热，防止外物撞击损坏电机。因外观尺寸及表面质量对气动的影响较大，因此该部件的尺寸精度和结构强度要求都较高。加强环的作用主要为提升结构强度，外罩则构成了整流罩的外观主体，主要作用为引导前端进气气流和散热。
3.外罩为薄壁回转零件，壁厚1mm。在型面上顶端曲面上周向均布20个腰形孔，腰形孔冲裁方向与中心轴线成一定角度，加工时不易定位。外罩曲面冲裁部位内部空间狭小，冲裁后20个腰形孔的废料堆积在零件内部，分度转动过程中随零件一同转动，易划伤零件表面，影响表面质量。模具设计中凹模一端需与外罩圆柱面精密配合进行定位，另一端需与凸模配合进行冲裁，故凹模外型需与外罩内部型面贴合一致，体积重量较大，但冲裁一定件数后凹模配合部位磨损、配合间隙变大，需定期更换凹模，凹模制造所需材料较大，精度极高，制造价格昂贵，经常更换经济损失较大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：为了解决上述现有工装定位不准确，废料在凹模中堆积，分度转动时易划伤外罩内表面，关键零件体积大，不易更换且成本高的技术问题，本实用新型提供一种发动机外罩倾斜曲面腰形孔分度冲裁模具结构。
5.本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种发动机外罩倾斜曲面腰形孔分度冲裁模具结构，包括纵向限位机构，所述纵向限位机构包括底板，位于底板上的梯形结构的安装座，位于所述安装座上方的上模板，位于所述安装座与所述上模板之间的升降机构，位于所述升降机构相对一侧的所述上模板底部的凸模卸料机构及与所述凸模卸料机构相配合的凹模结构，所述底板内设置有第一中空结构，所述安装座内设置有第二空心结构，所述凹模结构内设置有第三空心机构，第三空心机构、第二空心结构和第一空心机构依次连通。
6.本技术的技术方案中：底板、安装座及升降机构组成纵向定位、可往复移动的限位机构；凹模结构的安装柱定位外罩内圆表面，并配合凸模卸料机构进行冲裁。凹模结构整体体积小、重量轻，便于外罩冲裁一定件数时产生磨损、配合间隙变大后的更换，减小经济成本；第三空心机构、第二空心结构和第一空心机构依次连通，装配后形成折线形通道，冲裁产生的废料即可沿内部通道滑落至废料框中，避免废料在凹模中堆积，分度转动时划伤外罩内表面。工装整体定位准确、采用折线形通道出料方式保护零件内壁表面质量、关键易磨损零部件体积小、重量轻、易更换，使用时简单便捷，提高了加工效率、节约了经济成本。
7.进一步的，所述安装座的的顶面内设置有三个第一盲孔，中间所述第一盲孔内过盈配合装配有限位柱，所述升降机构包括与两侧每个所述第一盲孔过盈配合装配导柱及套设于每个所述导柱上部的导套，每个所述导套固定于上模板内。第一盲孔分别与限位柱和两个导柱过盈配合装配，单边最大过盈量不大于0.02mm，便于后续修改更换模具零、部件。
8.进一步的，所述凹模结构包括固定于所述安装座斜面上的安装柱，所述安装柱顶面为球面，所述球面内设置有沉台，所述凹模结构还包括与所述沉台相配合的镶块，所述镶块上设置有通孔a，所述安装座斜面设有多个第二盲孔，所述安装柱通过第一圆柱销与所述第二盲孔过盈配合装配。斜面的角度与外罩(产品)曲面冲裁角度一致，装配安装柱后精准定位；安装柱球面内的沉台与镶块配合组成凹模；安装柱与镶块装配组合成半球面贴合外罩内表面，为冲裁时提供支撑力，安装柱与镶块通过螺钉固定，镶块固定处设有带阶梯形通孔，便于确定螺钉拧入深度，安装柱通过第二圆柱销定位镶块，第二圆柱销一端与安装柱过渡配合，单边最大间隙0.005mm，最大过盈量0.01mm，一端与镶块间隙配合，确保安装柱与镶块的相对位置与准确度。
9.更进一步的，所述安装柱内设置有第三空心机构，所述第三空心机构为第二折线形通孔，第二空心结构为第一折线形通孔。第二折线形通孔一端与镶块通孔a相接，相接处第二折线形通孔的孔径大于镶块通孔a防止废料堵塞，第二折线形通孔另一端与第一折线形通孔连通，第一折线形通孔的内孔尺寸不小于第二折线形通孔内孔，保证废料顺利滑落，避免堵塞废料排出，同时避免堆积堵塞至损伤零件内表面质量，第一折线形通孔下端与底板内的第一中空结构连通并通往废料框内。
10.更进一步的，所述安装柱为圆柱形结构，底部设置有一圈第一凸台，圆柱形结构与第一凸台一体成型，所述安装柱的中下部套设有定位环，所述定位环的上部为空心环形，所述空心环形的底部外周设置有一圈与所述第一凸台相配合的第二凸台，所述空心环形与所述第二凸台一体成型。安装柱底部通过螺钉与安装座连接，安装柱的第一凸台面设阶梯形通孔，沉孔深度大于螺钉头部长度，确保螺钉无露出部分。
11.更进一步的，所述第二凸台上设置有固定孔，所述第一凸台上设置有与所述固定孔对应的第一定位孔，固定孔与第一定位孔之间通过插销连接，所述第一凸台上还设置有第二定位孔，所述定位环的内孔与安装柱外圆面配合且可转动，定位环的第二凸台上还装配有手柄；安装柱的第一凸台上均匀布置有20个分度孔。第二定位孔与腰形孔冲裁角度相对应，定位环、插销及安装柱组成分度机构，外罩通过压紧螺钉和橡胶垫周向压紧固定在定位环上，提起插销，转动定位环上装配的手柄至相应角度后将插销通过定位环固定孔插入安装柱第一定位孔，即可转换角度进行冲孔；安装柱的第一凸台上均匀布置有20个分度孔与外罩20个腰形孔冲裁角度一致。
12.更进一步的，空心环形的上部外圆面倒12-18
°
斜角，定位环的内孔与安装柱间隙配合，第二凸台底面内设台阶面。定位环外圆面倒12-18
°
斜角便于放入外罩，定位环的内孔与安装柱间隙配合，单边间隙不大于0.05mm，不小于0.02mm，既保证精度准确又便于分度时转动，第二凸台除与插销配合的通孔，另设两个螺纹孔连接手柄用于分度时转动，第二凸台底面内设台阶面，避让安装柱与安装座连接固定螺钉，同时减小与安装柱第一凸台面及根部接触面，进而减小转动时的摩擦力。
13.更进一步的，安装柱外圆周面中部设有均布的两个第三盲孔，每个所述第三盲孔
均与第三圆柱销配合，每个所述第三圆柱销延伸至所述第三盲孔的外侧，所述安装柱外圆周面还设置有两个轴向对称的平面。圆柱销露出一定长度限制定位环不沿角度方向上移动，在安装柱外圆周面铣两个轴向对称的平面，减小与定位环内孔接触面积，进而减小分度转动时产生的摩擦力，便于操作。
14.进一步的，凸模卸料机构包括卸料块，套设在所述卸料块内的凸模a，所述卸料块内孔底面设置有与定位螺钉下部螺纹相配合的两个螺纹通孔，所述凸模a内设置有用于所述定位螺钉穿过的阶梯孔，所述凸模a与所述上模板之间通过螺钉a紧固，所述凸模a中上部设置有一圈橡胶环，所述橡胶环顶部与所述上模板底部相接触，所述卸料块的底部为曲面。卸料块底部曲面与外罩外型面贴合固定，卸料块的内孔与凸模a外圆配合轴向定位，卸料块底部的两个螺纹通孔定位螺钉的下部螺纹体螺纹固定，定位螺钉可在凸模a内部阶梯孔上下移动，进而带动卸料块轴向运动，移动一定距离后阶梯孔的沉孔台面限制定位螺钉头部继续向下，同时卸料块停止移动，此时确保卸料块内孔不脱离凸模外圆面。冲裁时卸料块型面贴紧外罩，压缩橡胶环，凸模a刃口通过卸料块与凹模配合冲裁，冲裁后在橡胶环的反弹力下脱离外罩，避免凸模a与零件胶合卡死，确保顺利冲裁。
15.更进一步的，所述定位螺钉从上至下依次包括头部、光面圆柱体和螺纹体，头部、光面圆柱体和螺纹体一体成型。卸料块内孔与凸模a间隙配合，单边间隙0.05mm～0.1mm，此时两者间相对运动及较容易且偏差较小。在卸料块内孔底面打螺纹通孔，与定位螺钉配合拧紧，螺纹孔长度大于定位螺钉螺纹长度1～2mm，避免螺钉突出划伤外罩表面，定位螺钉头部与光面圆柱直径小于凸模配合沉孔及通孔(阶梯孔)0.5mm～0.6mm，可顺利随冲裁时卸料块的往复运动在凸模a内部阶梯孔中上下移动，凸模a阶梯孔的沉孔长度大于冲裁时定位螺钉运动最大距离与头部长度总和，确保凸模a刃口充分通过卸料块达到冲裁所需长度。
16.进一步的，所述底板两侧下部均设置有垫板，所述垫板之间设置有废料框。
17.本技术的技术方案中：底板、安装座及升降机构组成纵向定位、可往复移动的限位机构；凸模卸料机构的凸模a冲裁零件后，油压机上方工作平台卸压，凸模卸料机构的橡胶环反弹顶起卸料块与上模板，带动凸模a脱离外罩与镶块，避免凸模工作部位与外罩卡死，同时避免油压机带动上模板及凸模a上升时损伤外罩加工部位；凹模结构的安装柱定位外罩内圆表面，镶块定位支撑冲裁部位，并与凸模a配合进行冲裁。镶块作为冲裁关键工作部位，整体体积小、重量轻，便于外罩冲裁一定件数时产生磨损、配合间隙变大后的更换，减小经济成本；第三空心机构、第二空心结构和第一空心机构依次连通，装配后形成折线形通道，冲裁产生的废料即可沿内部通道滑落至废料框中，避免废料在凹模中堆积，分度转动时划伤外罩内表面。工装整体定位准确、采用凹模内出料方式保护零件内壁表面质量、关键易磨损零部件体积小、重量轻、易更换，使用时简单便捷，提高了加工效率、节约了经济成本。
18.本实用新型的有益效果如下：
19.1、工装整体定位准确、采用凹模内出料方式保护零件内壁表面质量、关键易磨损零部件体积小、重量轻、易更换，使用时简单便捷，提高了加工效率、节约了经济成本；
20.2、安装座、导柱、导套、上模板、限位柱构成纵向运动定位兼限位系统，导柱与导套精密配合，两者单边间隙不大于0.015mm，确保精密定位，减小凹模结构与凸模a相对误差。
21.3、导柱、限位柱与安装座过盈配合，导套与上模板过盈配合且单边过盈量在0.01mm～0.025mm之间，两处过盈配合可保证导柱与导套在冲裁时不因自身重量和相对运
动产生的摩擦力而脱离原有结构；
22.4、安装座、导柱、导套、上模板均设计为孔轴配合，纵向定位凸、凹模位置，精度较高，确保定位准确，限位柱限制凸模a移动下限，避免冲裁时油压机压力过大损伤外罩或工装；
23.5、镶块利用螺钉固定在安装柱上，同时用圆柱销进行定位，采用这种组合装配式的凹模结构，可减小因与凸模a配合冲裁而易磨损、报废的部件更换而造成的经济损失。同时安装柱、镶块内部设计通孔，与安装座装配后，内部形成折线形排出废料通道，避免冲裁时废料堆积划伤外罩内部表面，影响表面质量；
24.6、限位柱起到防止上模板与凸模机构在油压机的垂直力作用下移动距离超过凸模与外罩正常工作距离，从而损伤零件的作用。
附图说明
25.图1是本实用新型一种发动机外罩倾斜曲面腰形孔分度冲裁模具结构的结构示意图；
26.图2是本实用新型一种发动机外罩倾斜曲面腰形孔分度冲裁模具结构去掉上模板和定位环的结构示意图；
27.图3是本实用新型一种发动机外罩倾斜曲面腰形孔分度冲裁模具结构的立体图。
28.附图标记：1-底板，2-安装座，3-导柱，4-定位环，5-插销，6-导套，7-上模板，8-安装柱，9-镶块，10-卸料块，11-橡胶环，12-凸模a，13-定位螺钉，14-手柄，15-压紧螺钉，16-橡胶垫，17-限位柱，18-废料框，19-垫板，20-外罩。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.实施例1
32.如图1到3所示，本实施例提供一种发动机外罩倾斜曲面腰形孔分度冲裁模具结构，包括纵向限位机构，所述纵向限位机构包括底板1，位于底板1上的梯形结构的安装座2，位于所述安装座2上方的上模板7，位于所述安装座2与所述上模板7之间的升降机构，位于所述升降机构相对一侧的所述上模板7底部的凸模卸料机构及与所述凸模卸料机构相配合的凹模结构，所述底板1内设置有第一中空结构，所述安装座2内设置有第二空心结构，所述凹模结构内设置有第三空心机构，第三空心机构、第二空心结构和第一空心机构依次连通。
33.本实施例中：底板1、安装座2及升降机构组成纵向定位、可往复移动的限位机构；凹模结构的安装柱8定位外罩20内圆表面，并配合凸模卸料机构进行冲裁。凹模结构整体体
积小、重量轻，便于外罩20冲裁一定件数时产生磨损、配合间隙变大后的更换，减小经济成本；第三空心机构、第二空心结构和第一空心机构依次连通，装配后形成折线形通道，冲裁产生的废料即可沿内部通道滑落至废料框18中，避免废料在凹模中堆积，分度转动时划伤外罩20内表面。工装整体定位准确、采用折线形通道出料方式保护零件内壁表面质量、关键易磨损零部件体积小、重量轻、易更换，使用时简单便捷，提高了加工效率、节约了经济成本。
34.实施例2
35.如图1到3所示，所述安装座2的的顶面内设置有三个第一盲孔，中间所述第一盲孔内过盈配合装配有限位柱17，所述升降机构包括与两侧每个所述第一盲孔过盈配合装配导柱3及套设于每个所述导柱3上部的导套6，每个所述导套6固定于上模板7内。第一盲孔分别与限位柱17和两个导柱3过盈配合装配，单边最大过盈量不大于0.02mm，便于后续修改更换模具零、部件。
36.实施例3
37.如图1到3所示，所述凹模结构包括固定于所述安装座2斜面上的安装柱8，所述安装柱8顶面为球面，所述球面内设置有沉台，所述凹模结构还包括与所述沉台相配合的镶块9，所述镶块9上设置有通孔a，所述安装座2斜面设有多个第二盲孔，所述安装柱8通过第一圆柱销与所述第二盲孔过盈配合装配；所述安装柱8内设置有第三空心机构，所述第三空心机构为第二折线形通孔，第二空心结构为第一折线形通孔。
38.斜面的角度与外罩20(产品)曲面冲裁角度一致，装配安装柱8后精准定位；安装柱8球面内的沉台与镶块9配合组成凹模；安装柱8与镶块9装配组合成半球面贴合外罩20内表面，为冲裁时提供支撑力，安装柱8与镶块9通过螺钉固定，镶块9固定处设有带阶梯形通孔，便于确定螺钉拧入深度，安装柱8通过第二圆柱销定位镶块9，第二圆柱销一端与安装柱8过渡配合，单边最大间隙0.005mm，最大过盈量0.01mm，一端与镶块9间隙配合，确保安装柱8与镶块9的相对位置与准确度。
39.第二折线形通孔一端与镶块9通孔a相接，相接处第二折线形通孔的孔径大于镶块9通孔a防止废料堵塞，第二折线形通孔另一端与第一折线形通孔连通，第一折线形通孔的内孔尺寸不小于第二折线形通孔内孔，保证废料顺利滑落，避免堵塞废料排出，同时避免堆积堵塞至损伤零件内表面质量，第一折线形通孔下端与底板1内的第一中空结构连通并通往废料框18内。
40.实施例4
41.如图1到3所示，所述安装柱8为圆柱形结构，底部设置有一圈第一凸台，圆柱形结构与第一凸台一体成型，所述安装柱8的中下部套设有定位环4，所述定位环4的上部为空心环形，所述空心环形的底部外周设置有一圈与所述第一凸台相配合的第二凸台，所述空心环形与所述第二凸台一体成型；所述第二凸台上设置有固定孔，所述第一凸台上设置有与所述固定孔对应的第一定位孔，固定孔与第一定位孔之间通过插销5连接，所述第一凸台上还设置有第二定位孔，所述定位环4的内孔与安装柱8外圆面配合且可转动，定位环4的第二凸台上还装配有手柄14；安装柱8的第一凸台上均匀布置有20个分度孔；空心环形的上部外圆面倒12-18
°
斜角，定位环4的内孔与安装柱8间隙配合，第二凸台底面内设台阶面；安装柱8外圆周面中部设有均布的两个第三盲孔，每个所述第三盲孔均与第三圆柱销配合，每个所
述第三圆柱销延伸至所述第三盲孔的外侧，所述安装柱8外圆周面还设置有两个轴向对称的平面。
42.安装柱8底部通过螺钉与安装座2连接，安装柱8的第一凸台面设阶梯形通孔，沉孔深度大于螺钉头部长度，确保螺钉无露出部分。
43.第二定位孔与腰形孔冲裁角度相对应，定位环4、插销5及安装柱8组成分度机构，外罩20通过压紧螺钉15和橡胶垫16周向压紧固定在定位环4上，提起插销5，转动定位环4上装配的手柄14至相应角度后将插销5通过定位环4固定孔插入安装柱8第一定位孔，即可转换角度进行冲孔；安装柱8的第一凸台上均匀布置有20个分度孔与外罩20上的20个腰形孔冲裁角度一致。
44.定位环4外圆面倒12-18
°
斜角便于放入外罩20，定位环4的内孔与安装柱8间隙配合，单边间隙不大于0.05mm，不小于0.02mm，既保证精度准确又便于分度时转动，第二凸台除与插销5配合的通孔，另设两个螺纹孔连接手柄14用于分度时转动，第二凸台底面内设台阶面，避让安装柱8与安装座2连接固定螺钉，同时减小与安装柱8第一凸台面及根部接触面，进而减小转动时的摩擦力。
45.圆柱销露出一定长度限制定位环4不沿角度方向上移动，在安装柱8外圆周面铣两个轴向对称的平面，减小与定位环4内孔接触面积，进而减小分度转动时产生的摩擦力，便于操作。
46.实施例5
47.如图1到3所示，凸模卸料机构包括卸料块10，套设在所述卸料块10内的凸模a12，所述卸料块10内孔底面设置有与定位螺钉13下部螺纹相配合的两个螺纹通孔，所述凸模a12内设置有用于所述定位螺钉13穿过的阶梯孔，所述凸模a12与所述上模板7之间通过螺钉a紧固，所述凸模a12中上部设置有一圈橡胶环11，所述橡胶环11顶部与所述上模板7底部相接触，所述卸料块10的底部为曲面；所述定位螺钉13从上至下依次包括头部、光面圆柱体和螺纹体，头部、光面圆柱体和螺纹体一体成型。
48.卸料块10底部曲面与外罩20外型面贴合固定，卸料块10的内孔与凸模a12外圆配合轴向定位，卸料块10底部的两个螺纹通孔定位螺钉13的下部螺纹体螺纹固定，定位螺钉13可在凸模a12内部阶梯孔上下移动，进而带动卸料块10轴向运动，移动一定距离后阶梯孔的沉孔台面限制定位螺钉13头部继续向下，同时卸料块10停止移动，此时确保卸料块10内孔不脱离凸模外圆面。冲裁时卸料块10型面贴紧外罩20，压缩橡胶环11，凸模a12刃口通过卸料块10与凹模配合冲裁，冲裁后在橡胶环11的反弹力下脱离外罩20，避免凸模a12与零件胶合卡死，确保顺利冲裁。
49.卸料块10内孔与凸模a12间隙配合，单边间隙0.05mm～0.1mm，此时两者间相对运动及较容易且偏差较小。在卸料块10内孔底面打螺纹通孔，与定位螺钉13配合拧紧，螺纹孔长度大于定位螺钉13螺纹长度1～2mm，避免螺钉突出划伤外罩20表面，定位螺钉13头部与光面圆柱直径小于凸模配合沉孔及通孔(阶梯孔)0.5mm～0.6mm，可顺利随冲裁时卸料块10的往复运动在凸模a12内部阶梯孔中上下移动，凸模a12阶梯孔的沉孔长度大于冲裁时定位螺钉13运动最大距离与头部长度总和，确保凸模a12刃口充分通过卸料块10达到冲裁所需长度。
50.实施例6
51.如图1和3所示，所述底板1两侧下部均设置有垫板19，所述垫板19之间设置有废料框18。
52.上述实施例中：底板1、安装座2及升降机构组成纵向定位、可往复移动的限位机构；凸模卸料机构的凸模a12冲裁零件后，油压机上方工作平台卸压，凸模卸料机构的橡胶环11反弹顶起卸料块10与上模板7，带动凸模a12脱离外罩20与镶块9，避免凸模工作部位与外罩20卡死，同时避免油压机带动上模板7及凸模a12上升时损伤外罩20加工部位；凹模结构的安装柱8定位外罩20内圆表面，镶块9定位支撑冲裁部位，并与凸模a12配合进行冲裁。镶块9作为冲裁关键工作部位，整体体积小、重量轻，便于外罩20冲裁一定件数时产生磨损、配合间隙变大后的更换，减小经济成本；第三空心机构、第二空心结构和第一空心机构依次连通，装配后形成折线形通道，冲裁产生的废料即可沿内部通道滑落至废料框18中，避免废料在凹模中堆积，分度转动时划伤外罩20内表面。工装整体定位准确、采用凹模内出料方式保护零件内壁表面质量、关键易磨损零部件体积小、重量轻、易更换，使用时简单便捷，提高了加工效率、节约了经济成本。
53.本实用新型的使用方法见如下步骤：
54.步骤1、组件一组装：组装底板1、安装座2、导柱3、定位环4、插销5、安装柱8、镶块9、手柄14、限位柱17、废料框18、垫板19及安装所需各类标准螺钉及各类圆柱销(第一圆柱销、第二圆柱销和/或第三圆柱销)；
55.步骤2、组件二组装：组装导套6、上模板7、橡胶环11、卸料块10、凸模a12、定位螺钉13及安装所需各类标准螺钉、圆柱销(第一圆柱销、第二圆柱销和/或第三圆柱销)；
56.步骤3、将组件一和组件二安装组合；
57.步骤4、将模具放在油压机上，用油压机下方压块压住底板1，使组件一固定在下方平台上，上方压块压住上模板7，使组件二固定在油压机上方平台；
58.步骤5、移动油压机上方平台带动组件一向上移动一定距离，但确保导套6不脱离导柱3，此时装入外罩20，安装压紧螺钉15、橡胶垫16并拧紧压紧螺钉15；
59.步骤6、调节油压机压力与行程，压下组件一进行冲裁，冲裁后提起组件一，取下插销5，转动手柄14至下一孔位，插入插销5，继续冲裁直至加工完外罩20曲面的20个腰形孔后，利用油压机提起组件一，取出外罩20；
60.步骤7、完成所有外罩20加工后，将模具从油压机上取下即可。