机械论文发表某机型连接管成型工艺及模具改进方案研究

　　【摘要】　通过对某型号连接管零件结构特点及成型工艺性分析，确定生产该零件采用工艺路线及模具设计过程，并解决零件成型后如何脱模之全过程。

　　关键词:机械论文发表,成型裂纹,成型过程,如何脱模

　　引言

　　某航空发动机连接管在航机中某部位中，起连接进气道作用，如图所示，其材料为0Cr18Ni9Ti，厚度为0.76，零件全长210。首先确定之生产此零件工序是下料→卷圆→焊接→预成型→最终成型，设想如果在生产中先投入一套成型模具，如果能一次成型出合格零件，就将减少中间之预成型工序，这样减少模具之投入使用及费用。

　　零件工艺分析

　　从下图之零件三维图形及截面图来看，该零件截面由圆形逐步过渡至椭圆形，过度部分这间之区域变化不规则之，成型时主要受侧向力，局部有变薄现象，且变化趋势不一致，通过简要之计算，有之部位胀形率达到18%左右，并有较长之变形区域，各截面之间要求连接流畅，零件成型后要求内表面都有较高之光洁度，各截面尺寸都要求比较严格。如果单用一套模具成型，毛坯是否会在焊接部位产生变薄趋势过大而产生裂纹或气孔?因此先制定由一套简易涨型模预成型出零件锥形，再由最终成型模将零件成型出最终尺寸之设想。

　　预成型及成型模具结构特点

　　模具在液压机上使用，先利用涨型之原理，件2与件1在压缩弹簧之作用下先是收拢状态，它们由件4控制其行程，在这种状态下将锥形毛坯放入涨型块中，在逐渐合模过程中，件2涨型块在件3之之斜面引导下， 同时向左、向右产生移动，这时产生侧向分力将零件预成型为零件最初之雏形，这种预成型之雏形通过计算，可以涨型至单边预留至1~1.5之余量，这样，在没有阴模之参与成型状态下，涨型效果只达到零件基本外形，而各截面还达不到预留量之效果，这种情况想通过后工序对其加以完善。其中件3在刚合模之同时也参与零件口部(也就是圆截面)之成型。通过这道工序之涨型，成型出来之零件达到预期效果，为零件最终成型创造了条件。预涨型模具如下图所示：

　　通过上述工序之预成型，零件已初见雏形，再通过由阴，阳模组成之成型模对其最终成型及校型就可以达到零件图之要求。最终成型模具如下图所示：

　　1，楔块 2，阴模 3，T型键 4，撑块5，限位销 6，冲头 7，滚动轴承 8，斜块 9，弹簧 10，压板

　　这套模具由40多件单件组成，这里只列出主要工作部件之序号，模具内部结构同之前之涨型模是一致之，关键是加了阴模以后如何成功脱模是这套模具之难点，这是因为零件截面特点造成之。这里主要由件7与件8斜块组成之这种机构就起脱模作用。在合模时，件2在件1相配之斜面作用下，件2同时向模具中心合拢，移动一定行程，与此同时，件6引导件4向左、右两边移动并与件2接触，这期间件8与件7也起了一定之引导作用，由最初之径向，轴向双运动转为轴向运动，它们直至完全合模，停压一会后脱模，这时件8与件7起到了限制件1，件2同时向两边移动之作用，目之是为了让件6先从模具中脱离出来，件4随之向中心合拢，这样才能保证零件顺利脱出，件8安装在件1上，而件7安装件2上，在件7之引导下，件8之直面同时限制件1、件2保持原样不动，在这期间件6快速脱离出来，件4在弹簧力之作用下同时向中心移动，直至过渡至件8之斜面时，才逐渐引导件1件2分别向左、右方向后退，这样便实现零件之顺利脱模。

　　问题产生及原因分析

　　在实际使用中，件7与件8(左、右两斜面)同时接触很困难，原因是因为制造误差与装配模具时之引起之误差引起之问题，因此在使用过程中有件7(滚动轴承)常因为合模时不能同时接触斜面而被单边打坏之结果。

　　解决措施及效果

　　就成型原理不变，改进这种成型并滞后机构，改进后之模具简图如下图所示，利用斜面及直面来完成这套成型及脱模动作，成型过程同上述仍然一致，这样仍可能两斜面接触左右不一致，但这种机构由两边斜块由线接触转变为面接触，即使不同时接触，在这种结构强度下也无大碍，同时也精简了模具结构，将原来之单件由40多个单件减少为31个。

　　模具经上述改进后，生产之零件符合图纸尺寸要求，目前已小批量生产一千余件，经装配产品使用，证明它能满足性能需要。

　　参考文献

　　[1] 涂光棋 冲模技术 机械工业出版社 2002

　　[2] 马正元 冲压工艺与模具设计 机械工业出版社 1998

　　[3] 吴诗淳等 冲压工艺学 西北工业大学出版社 1989

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