高溫合金薄壁環(huán)形封閉凹槽的成形方法及裝置

夏敏 杜松

摘要：本文發(fā)明一種成形方法并設計相關夾具來解決零件環(huán)形凹槽兩側部位成形后無法從夾具中取出的問題，同時設計一種滾輪裝置，并針對本產品結構特點創(chuàng)造一種用車床旋壓成形的加工的方法使?jié)L輪裝置與夾具配合使用來成形環(huán)形凹槽，使零件尺寸精度和平面度達到使用需求。

關鍵詞：高溫合金;環(huán)形封閉凹槽;成形;裝置

中圖分類號：TG249.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）14-0101-03

0? 引言

航空發(fā)動機因其高溫特殊的工作環(huán)境，對其零件所用材料要求很高以保證長時間工作的可靠性。目前高溫合金是航空發(fā)動機及燃氣輪機等主流材料，具有強度高、熱穩(wěn)定性好、但加工硬化顯著、冷成形困難等特點。且由于航空發(fā)動機結構需要，其薄壁鈑金件的復雜程度越來越高，傳統(tǒng)的成形方法已不能滿足其需要。因此，在原有成形方法的基礎上，已發(fā)展至多樣化。

薄壁環(huán)形封閉高溫合金零件厚度0.5mm，產品結構為環(huán)形封閉的回形凹槽，形狀復雜且成形空間較小，因此加工需要較高的成形力，局部特征采用傳統(tǒng)鋼模的成形方法成形困難，產品材料為高溫合金具有較高的強度，傳統(tǒng)剛性模具在滿足零件成形壓力的情況下，因為產品形狀的特殊性也無法將夾具從零件中取出，難以滿足設計要求。

1? 產品結構及材料特點（圖1）

材料：GH1035;厚度0.5mm。

2? 成形方法及裝置

2.1 要解決的技術問題

發(fā)明一種夾具來解決零件環(huán)形凹槽兩側部位成形后無法從夾具中取出的問題，同時發(fā)明一種滾輪裝置，并針對本產品結構特點創(chuàng)造一種用車床旋壓成形的加工的方法使?jié)L輪裝置與夾具配合使用來成形環(huán)形凹槽，使零件尺寸精度和平面度達到使用需求。

2.2 成形技術方案

2.2.1 外側旋壓夾具旋壓封閉環(huán)形凹槽外側

如圖2，該夾具主要由六部分組成。

成形撐塊（如圖3所示）設計為多個（1，2，3…）無間隙貼合的活動塊，解決成形封閉凹槽后整體撐塊無法從凹槽中取出的問題;臺階處外輪廓用于成形外側環(huán)形凹槽，且成形位置設計為錐面（角度α°）來抵消凹槽成形后的彈性回彈;內輪廓設計為錐形，與斜塊錐度配合。

斜塊固定在底板上，外部輪廓為錐圓結構，與成形撐塊內輪廓錐度配合，實現(xiàn)活動成形撐塊可以左右移動，方便封閉凹槽被成形后多個撐塊可以從凹槽中逐一取出。

擋塊對成形撐塊移動進行限位，保證封閉凹槽的外徑尺寸。

壓環(huán)將產品壓緊。

外側旋壓夾具通過底板及定位襯套安裝在車床法蘭盤上，與旋壓滾輪裝置配合使用成形圖1所示外環(huán)形封閉凹槽。

2.2.2 內側旋壓夾具旋壓封閉環(huán)形凹槽內側

如圖3，該夾具主要由七部分組成。

成形撐塊設計為多個（1，2，，3…）無間隙貼合的活動塊，解決成形封閉凹槽后整體撐塊無法從凹槽中取出的問題;內側臺階處輪廓用于成形內側環(huán)形凹槽，成形位置設計為錐面（角度α°）來抵消凹槽成形后的彈性回彈，臺階外輪廓讓開外側封閉凹槽;外輪廓設計為錐形，與斜塊錐度配合。

斜塊，內部輪廓為錐圓結構，與成形撐塊外輪廓錐度配合，實現(xiàn)活動成形撐塊可左右移動，方便封閉凹槽被成形后多個撐塊可以從凹槽中逐一取出。

擋塊對成形撐塊移動進行限位，保證封閉凹槽的外徑尺寸。

壓環(huán)將產品壓緊，內孔對砂輪進行避讓。

內側旋壓夾具通過底板及定位襯套安裝在車床法蘭盤上，與旋壓滾輪裝置配合使用成形圖1所示內環(huán)形封閉凹槽。

2.2.3 旋壓滾輪裝置

壓滾輪裝置由四部分組成。

滾輪用于成形內、外封閉凹模，長度方向要對內、外旋壓夾具進行避讓;軸承使?jié)L輪實現(xiàn)軸向轉動，滾輪安裝在軸承上并通過壓板固定在安裝桿上，安裝桿安裝在車床的刀盤上述內、外側旋壓夾具配合使用。

2.2.4 車床旋壓加工方法

將產品定位安裝在外側旋壓夾具上后將外側旋壓夾具安裝在車床上，車刀盤固定旋壓滾輪裝置的安裝桿，移動車刀盤使旋壓滾輪裝置上的滾輪移動至待成形凹槽部位，車床主軸旋轉帶動滾輪旋轉，旋壓封閉環(huán)形凹槽外側。

封閉環(huán)形凹槽外側旋壓成形后，取下產品后將其位安裝在內側旋壓夾具上，將內側旋壓夾具安裝在車床上，車刀盤固定旋壓滾輪裝置的安裝桿，移動車刀盤使旋壓滾輪裝置上的滾輪移動至待成形凹槽部位，車床主軸旋轉帶動滾輪旋轉，旋壓封閉環(huán)形凹槽外側，安裝方式及成形過程如圖4所示。

3? 結語

摒棄傳統(tǒng)剛模成型的加工方式，創(chuàng)新發(fā)明車床配合夾具旋壓的方法成形封閉凹槽，操作方便可靠。

內、外旋壓夾具成形撐塊設計為可上下左右移動的活動塊，解決了利用剛模成形后產品中無法從模具中取出的問題。

成形撐塊成形部位設計為為斜面（角度α°）來抵消凹槽成形后的彈性回彈，滿足零件尺寸精度和平面度要求。

本發(fā)明已投入實際生產，經實踐證明可行，已生產出合格的產品零件。

參考文獻：

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