一种用于加工带气膜孔板件的冲压装置及冲压方法

文档序号:493998 发布日期:2022-01-07 浏览:47次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于加工带气膜孔板件的冲压装置及冲压方法 (Stamping device and stamping method for machining plate with air film hole ) 是由 李琳 陈淳 石佩珏 余超 毛克亮 张东升 吴亚凤 叶孙军 于 2021-09-30 设计创作,主要内容包括:本发明提供的一种用于加工带气膜孔板件的冲压方法及冲压装置,采用先激光加工平板毛料气膜孔和工艺定位孔,后续仅需将毛料按工艺孔定好位即可成形加工,最后加工完后去除工艺孔即可,可有效缩短零件的研制和加工周期。采用平板工艺孔定位,其定位孔加工精度高,减小了定位误差,在250mm尺寸范围内气膜孔位置精度可控制在0.15mm以内,保证了带气膜孔的弧形锥形板冲压成形中装夹定位问题,保证了气膜孔、外形和型面较高的位置和尺寸要求得以实现。(According to the stamping method and the stamping device for processing the plate with the air film hole, provided by the invention, the flat plate blank air film hole and the process positioning hole are firstly processed by laser, the blank can be formed and processed only by positioning according to the process hole, and the process hole is removed after the blank is processed, so that the development and processing period of parts can be effectively shortened. The flat plate process hole is adopted for positioning, the positioning hole machining precision is high, the positioning error is reduced, the position precision of the air film hole in the size range of 250mm can be controlled within 0.15mm, the clamping and positioning problems in the stamping forming of the arc-shaped conical plate with the air film hole are guaranteed, and the high position and size requirements of the air film hole, the appearance and the molded surface are met.)

一种用于加工带气膜孔板件的冲压装置及冲压方法

技术领域

本发属于机械制造领域冲压技术领域,具体为一种用于加工带气膜孔板件的冲压装置及冲压方法。

背景技术

航空发动机带弧形锥形板零件一般采用冲压成形的方法进行加工,这部分零件结构的共同特点是周向上带有一定的弧度,纵向带有一定的锥度,纵向型面有若干条向内压槽或向外压槽,零件上布有大量气膜小孔和压窝,其气膜孔有较高的位置要求。

传统的带气膜孔弧形锥形零件冲压成形加工流程是采用先成形整体型面,然后根据型面上的某些特征元素(如压槽、压窝)来定位加工型面上的气膜孔和外形尺寸等。由于二次加工采用压槽或压窝定位不准,定位基准转移很容易造成加工的气膜孔位置偏差较大,加之空间气膜孔的加工还需要采用夹具,故气膜孔的加工难度较大,加工效率较低,采用传统成形方法费工费时费事。

发明内容

针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种用于加工带气膜孔板件的冲压装置及冲压方法,能对带气膜孔的弧形锥形板冲压成形约束定位,用于航空发动机精度较高的带气膜孔弧形锥形板加力燃烧室防振屏、隔热屏等零件冲压成形加工制造。

本发明是通过以下技术方案来实现:

一种用于加工带气膜孔板件的冲压方法,包括以下步骤:

步骤1、根据零件计算毛料的展开尺寸,并在毛料的两端预留工艺段;

步骤2、在工艺段分别设计工艺定位孔;

步骤3、在毛料上成型工艺定位孔和气膜孔;

步骤4、将步骤3得到的毛料通过定位孔安装至冲压模具上,并且使毛料位于冲压模具的成型区域;

步骤5、冲压模具合模对毛料进行冲压成型;

步骤6、去除工艺段,完成零件的冲压成型。

优选的,步骤1中两个工艺定位孔形成防错结构。

优选的,所述两个工艺定位孔分别为腰型定位孔和圆形定位孔,圆形定位孔直径与腰形定位孔的宽度不相同。

优选的,所述两个工艺孔形成的轴线位于零件在冲压过程中型面变形量小的方向上。

优选的,步骤3中采用激光加工一次性成型工艺定位孔和气膜孔。

优选的,步骤4中所述冲压模具上设置有工艺定位孔配合的工艺定位销,工艺定位销设置在冲压模具的阳膜上,阴模上对应位置设置空刀槽。

优选的,步骤5中将冲压模具安装在液压机上,通过液压机使冲压模具开合工作实现零件的冲压。

优选的,步骤6中采用激光切割的方式去除工艺段。

一种用于加工带气膜孔板件的冲压方法的冲压模具,包括阳膜和阴模;

所述阳膜和阴模上均设置有成型面,所述阳膜的两端分别设置有圆柱销和定位销,圆柱销和定位销分别与圆形定位孔和腰型定位孔配合,阴模上设置有分别与圆柱销和定位销配合的空刀槽。

优选的,,所述阳膜通过固定板固定在下模板的顶面,阳膜的两端设置有压边圈,阴模固定在上模板的底面。

与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:

本发明提供的一种用于加工带气膜孔板件的冲压方法,传统的带气膜孔板的冲压成形流程是采用先成形整体型面,然后加工气膜孔及外形等。但由于成形后的零件刚性较弱,型面上的气膜孔又处于弧形锥形型面上,为保证气膜孔位置度高的要求,后续气膜孔及外形加工就必须采用定位夹具,而定位夹具是根据型面上的特征元素来定位的,导致定位难度大,而且转换基准又增加了定位误差。而本发明则是采用先激光加工平板毛料气膜孔和工艺定位孔,后续仅需将毛料按工艺孔定好位即可成形加工,最后加工完后去除工艺孔即可,可有效缩短零件的研制和加工周期。采用平板工艺孔定位,其定位孔加工精度高,减小了定位误差,在250mm尺寸范围内气膜孔位置精度可控制在0.15mm以内,保证了带气膜孔的弧形锥形板冲压成形中装夹定位问题,保证了气膜孔、外形和型面较高的位置和尺寸要求得以实现。

附图说明

图1为本发明待加工零件的的毛料图;

图2为本发明冲压装置的结构示意图;

图3为本发明冲压装置的剖视图;

图4为本发明实施例零件的结构示意图。

图中:1、下模板;2、固定板;3、阳模;4、压边圈;5、圆柱销;6、阴模;7、上模板;8、定位销。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。

参阅图1-3,一种用于加工带气膜孔板件的冲压方法,包括以下步骤:

步骤1、根据零件计算毛料的展开尺寸,并在毛料的两端预留工艺段;

步骤2、在工艺段分别设计工艺定位孔;

两个工艺定位孔形成防错结构,两个工艺定位孔分别为腰型定位孔和圆形定位孔,并且两个定位孔同轴设置,圆形定位孔直径与腰形定位孔的宽度不相同,以防止平板毛料摆放颠倒。其次,在零件成形过程中,可通过腰形定位孔的尺寸来调整平板长条腰形孔尺寸。

工艺定位孔作用是保证气膜孔与型面相对位置,工艺定位孔设置在纵向成形过程中型面不变或变形很小的位置上,以保证在成形过程中毛料定位的牢靠摆放和精确定位。

步骤3、在毛料上成型工艺定位孔和气膜孔;

采用激光加工一次性成型工艺定位孔和气膜孔。

步骤4、将步骤3得到的毛料通过定位孔安装至冲压模具上,并且使毛料位于冲压模具的成型区域;

所述冲压模具上设置有工艺定位孔配合的工艺定位销,两个工艺定位销设置在冲压模具的阳膜上,同时在阴模上对应位置设置空刀槽。

步骤5、冲压模具合模对毛料进行冲压成型;

将冲压模具安装在液压机上,通过液压机使冲压模具开合工作实现零件的冲压。

步骤6、去除工艺段,完成零件的冲压成型。

采用激光切割的方式去除工艺段。

一种用于加工带气膜孔板件的冲压模具,包括下模板1、上模板7、阳膜3和阴模6。

所述阳膜3和阴模6上均设置有成型面,阳膜3通过固定板2固定在下模板的顶面,阳膜3的两端设置有压边圈,阴模6固定在上模板的底面。

所述阳膜的两端分别设置有圆柱销5和定位销8,圆柱销5和定位销8分别与圆形定位孔和腰型定位孔配合。

实施例1

参阅图4,以某航空发动机加力燃烧室防振屏零件为例:该零件材料为GH3230,零件壁厚0.8mm,外形尺寸为221mm×106mm左右,型面上有87个ф1mm的气膜孔,其位置度为0.3mm;24个ф5mm的气膜孔,其位置度为0.3mm。零件周向带有R386mm的弧度,周向两边各有一处8mm的台阶压差边;纵向带有约5°的锥度,纵向型面有一条R15.8mm深的向内压槽,两条各有一条R5mm深的向外压槽,其加工方法包括以下步骤:

步骤1,进行毛料工艺计算:根据零件的形状特点,进行工艺计算,零件展开外形尺寸为231mm×106mm,选择在纵向成形过程不变形或少变形的方向上,在231mm长度上两端各向外10mm处分别安排一处直径6+0.1mm的圆形定位孔和一处宽度5+0.1mm的长条腰形定位孔。

步骤2,按照步骤1计算的毛料尺寸,采用激光加工的方式,在平板毛料上一次性完成所有气膜孔、两个工艺定位孔和基本外形的切割加工。

步骤3,增加成形冲模定位:在冲模的阳模纵向位置上分别安装上ф6-0.05和ф5-0.05圆形定位销,定位销的位置及大小尺寸与平板毛料定位孔相对应,阴模上相应位置加工出空刀槽。

步骤4,成形:在液压机上安装好冲模,打开冲模,将毛料上的两个定位孔套在阳模圆形定位销上,然后进行成形加工。

步骤5,拆卸零件:成形加工完毕后,打开冲模将零件从冲模中取出。

步骤6,后续余量去除:最后将零件两端工艺段去除,成形加工过程就可完成。

本发明具有以下有益的技术效果:

1、传统的带气膜孔弧形锥形板冲压成形流程是采用先成形整体型面,然后加工气膜孔及外形等。但由于成形后的零件刚性较弱,型面上的气膜孔又处于弧形锥形型面上,为保证气膜孔位置度高的要求,后续气膜孔及外形加工就必须采用定位夹具,而定位夹具是根据型面上的特征元素来定位的。本发明方法不需要夹具,采用先激光加工平板毛料气膜孔和工艺定位孔,后续仅需将毛料按工艺孔定好位即可成形加工,最后加工完后去除工艺孔即可,可有效缩短零件的研制和加工周期。

2、传统的加工气膜孔及外形等夹具采用特征元素定位本身不太准,转换基准又增加了定位误差。本发明方法采用平板工艺孔定位,其定位孔加工精度高,减小了定位误差,在250mm尺寸范围内气膜孔位置精度可控制在0.15mm以内,保证了带气膜孔的弧形锥形板冲压成形中装夹定位问题,保证了气膜孔、外形和型面较高的位置和尺寸要求得以实现。

3、由于零件周向型面为弧形,纵向带有一定的锥度,纵向型面有压槽或压窝。传统的冲压流程成形过程中,毛料无法准确定位,所以毛料周边必须留取较多的余量,以防止成形过程缺肉。本发明方法采用平板工艺孔定位,定位准确,毛料尺寸周边不需要留取多少余量,可节省原材料。

4、本发明成形冲模与通常的冲模一样,仅需要在冲模阳模纵向位置上安装了两个圆形定位销,在阴模上相应位置加工出空刀槽即可,几乎没有增加冲模加工难度和成本。这种带约束定位的冲模结构简单,便于制造,操作方便,可实现快速、准确和便捷定位,提高零件成形精度和加工效率。

5、利用腰形定位孔可在冲模圆形定位销上左右进行调节的特点,解决了成形弧形锥形型面和压槽时毛料抽料的问题。采用圆形和腰形定位孔结合定位方法,通过改造的带定位成形冲模,完全解决了带小孔弧形锥形板成形过程精准轴向和周向定位问题,实现一种带小孔的弧形锥形板的高精度成形加工。

以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

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