一种用于压制航空发动机网状零件的成形夹具和方法

摘要

本发明提出一种用于压制航空发动机网状零件的成形夹具和方法，夹具包括底座、下形块、上形块、冲头和加力机构；下形块固定在底座上，下形块中心有圆形沉头孔，圆形沉头孔中心有半球形凹陷，上形块下表面有压边圆台，且压边圆台侧面与下形块的圆形沉头孔侧面间隙配合，上形块中心还开有引导通孔；冲头底部为球形；冲头与上形块引导通孔的配合间隙不大于0.02mm，冲头的台阶面和上形块的上表面贴合。按本夹具加工网状零件时操作简便，安全可靠，加工条件要求不高，生产成本低，加工出的零件形状和尺寸均满足设计图要求。

权利要求

1.一种用于压制航空发动机网状零件的成形夹具，其特征在于：包括底座、下形块、上形块、冲头和加力机构；加力机构包括支柱、光面压块、压紧螺钉、回转压板和手柄；底座为支撑部件，通过螺纹孔固定连接支柱；下形块固定在底座上，下形块中心有圆形沉头孔，圆形沉头孔中心有半球形凹陷，圆形沉头孔直径略大于待压制零件毛坯直径；上形块下表面有压边圆台，压边圆台直径略大于待压制零件毛坯直径，且压边圆台侧面与下形块的圆形沉头孔侧面间隙配合，压边圆台厚度比圆形沉头孔深度小一倍的待压制零件毛坯厚度；上形块中心还开有引导通孔；冲头为台阶分段结构，冲头底部为球形，工作段长度应满足网件成形要求；冲头与上形块引导通孔的配合间隙不大于0.02mm，冲头的台阶面和上形块的上表面贴合；加力机构中回转压板通过压紧螺钉与支柱配合，手柄垂直穿过回转压板，并与回转压板螺纹配合，手柄端部通过光面压块与冲头配合。

2.一种采用权利要求1所述成形夹具压制航空发动机网状零件的成形方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：按零件尺寸要求准备若干圆形毛坯；

步骤2：将成形夹具固定在平整的工作台上，松开加力机构，取出冲头和上形块，将圆形毛坯放到下形块的圆形沉头孔内，用上形块的压边圆台压紧，装上冲头，调整加力机构；

步骤3：平稳旋转加力机构的手柄，使光面压块压紧冲头上表面，冲头沿上形块中心的引导孔平稳下移，带动毛坯缓慢流入下形块半球形凹陷内，使零件完全与下形块贴紧，将零件压制成形；

步骤4：松开加力机构，取下冲头和上形块，从下形块中取出零件，继续成形下一个零件。

说明书

一种用于压制航空发动机网状零件的成形夹具和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及冲压成形领域，具体是一种用于压制航空发动机网状零件的成形夹具和方法。

背景技术

[0002] 某航空发动机金属网状零件压网由直径为φ0.14mm金属丝交织而成，其成形性能要求极高，如果采用传统的冲压成形加工方法的话，压边力很难控制，在成形过程中压边力过大，会导致金属丝线严重的拉伸扭曲变形，在成形过程中压边力过小，网孔边缘就会起皱。且传统的冲压模具由设备提供压边力，成形力过大，故采用传统的冲压成形加工方法难以实现，不可取。而采用手工夹具敲击成形此网状零件，则会给力不均匀，也容易使金属丝线变形区域产生严重的拉伸扭曲变形或起皱。该零件国内无生产厂家，一直采用从乌克兰进口供应外购提供，没有可借鉴的成形方法和经验。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供了一种能够操作方便、快速准确的成形航空发动机金属丝网状零件的成形夹具和成形方法，其夹具结构简单、方法可靠，零件加工效率高，并且加工的零件外观质量好、尺寸稳定。

[0004] 本发明的技术方案为：

[0005] 所述一种用于压制航空发动机网状零件的成形夹具，其特征在于：包括底座、下形块、上形块、冲头和加力机构；加力机构包括支柱、光面压块、压紧螺钉、回转压板和手柄；底座为支撑部件，通过螺纹孔固定连接支柱；下形块固定在底座上，下形块中心有圆形沉头孔，圆形沉头孔中心有半球形凹陷，圆形沉头孔直径略大于待压制零件毛坯直径；上形块下表面有压边圆台，压边圆台直径略大于待压制零件毛坯直径，且压边圆台侧面与下形块的圆形沉头孔侧面间隙配合，压边圆台厚度比圆形沉头孔深度小一倍的待压制零件毛坯厚度；上形块中心还开有引导通孔；冲头为台阶分段结构，冲头底部为球形，工作段长度应满足网件成形要求；冲头与上形块引导通孔的配合间隙不大于0.02mm，冲头的台阶面和上形块的上表面贴合；加力机构中回转压板通过压 紧螺钉与支柱配合，手柄垂直穿过回转压板，并与回转压板螺纹配合，手柄端部通过光面压块与冲头配合。

[0006] 所述一种用于压制航空发动机网状零件的成形方法，其特征在于：包括以下步骤：

[0007] 步骤1：按零件尺寸要求准备若干圆形毛坯；

[0008] 步骤2：将成形夹具固定在平整的工作台上，松开加力机构，取出冲头和上形块，将圆形毛坯放到下形块的圆形沉头孔内，用上形块的压边圆台压紧，装上冲头，调整加力机构；

[0009] 步骤3：平稳旋转加力机构的手柄，使光面压块压紧冲头上表面，冲头沿上形块中心的引导孔平稳下移，带动毛坯缓慢流入下形块凹腔内，使零件完全与下形块贴紧，将零件压制成形；

[0010] 步骤4：松开加力机构，取下冲头和上形块，从下形块中取出零件，继续成形下一个零件。

[0011] 有益效果

[0012] 该零件在国外采购时价格高，且很难采购。按本夹具加工网状零件时操作简便，安全可靠，加工条件要求不高，生产成本低，加工出的零件形状和尺寸均满足设计图要求。这种采用加力机构施力成形的方法，平均每6分钟成形一件零件。该发明解决了此类航空发动机网状零件在国内尚无生产厂家且难以加工的技术难题。同时也为类似航空发动机网状零件的成形制造提供了宝贵的借鉴经验，具有广阔的应用前景和良好的推广价值。

附图说明

[0013] 图1：航空发动机压网零件夹具结构示意图；

[0014] 其中：1-底座；2-下形块；3-上形块；4-冲头；5-加力机构。

[0015] 图2：加力结构示意图；

[0016] 其中：6-光面压块；7-螺钉；8-回转压板；9-手柄；10-支柱。

[0017] 图3：回转压板结构示意图。

[0018] 图4：上形块结构示意图；

[0019] 其中：11、引导孔；12、压边圆台。

[0020] 图5：冲头结构示意图。

[0021] 图6：下形块结构示意图；

[0022] 其中：13、定位槽。

[0023] 图7：某航空发动机压网零件示意图。

具体实施方式

[0024] 下面结合具体实施例描述本发明：

[0025] 参照附图7，本实施例以某发动机网零件为例，该零件材料由直径为Φ0.14mm的不锈钢金属丝90°交织而成，成形后零件高度11mm、法兰直径Φ22mm、型腔直径Φ10mm。

[0026] 采用的成形夹具如图1所示，包括底座1、下形块2、上形块3、冲头4和加力机构5。加力机构包括支柱10、光面压块6、压紧螺钉7、回转压板8和手柄9。

[0027] 底座为支撑部件，外形为方形，左右两侧各设计一个螺纹孔，用于固定支柱。

[0028] 上、下形块的材料为CrWMn，下形块固定在底座上，下形块中心有圆形沉头孔，起定位作用，圆形沉头孔中心有半球形凹陷，用于网件成形，圆形沉头孔直径略大于待压制零件毛坯直径。

[0029] 上形块下表面有压边圆台，作用是压紧网件的法兰边防止其起皱，压边圆台直径略大于待压制零件毛坯直径，且压边圆台侧面与下形块的圆形沉头孔侧面间隙配合，压边圆台厚度比圆形沉头孔深度小一倍的待压制零件毛坯厚度。零件毛坯在夹具中通过下形块的圆形沉头孔定位，依靠上形块和下形块合模后的间隙控制坯料流动，保证零件法兰边在成形时不会起皱和撕裂。上形块中心还开有引导通孔，用于引导冲头通过，冲头与上形块引导通孔的配合间隙不大于0.02mm。

[0030] 冲头为台阶分段结构，冲头底部为球形，工作段长度应满足网件成形要求。冲头依靠上形块上的引导通孔导向，避免夹具在成形过程中合模不佳，零件错位，通过对冲头的转接台处清根，使冲头的台阶面和上形块的上表面贴合，且压入的冲头长度应满足产品工艺规定尺寸。

[0031] 加力机构中回转压板通过压紧螺钉与支柱配合，手柄垂直穿过回转压板，并与回转压板螺纹配合，手柄端部通过光面压块与冲头配合。该机构改变的以前敲击成形的方式，实现了零件的平稳精确成形。

[0032] 通过以上装置进行航空发动机压网零件加工的方法，包括以下步骤：

[0033] 步骤1：按零件尺寸要求准备若干圆形毛坯；

[0034] 步骤2：将成形夹具固定在平整的工作台上，松开加力机构，取出冲头和上形块，将圆形毛坯放到下形块的圆形沉头孔内，用上形块的压边圆台压紧，装上冲头，调整加力机构；

[0035] 步骤3：平稳旋转加力机构的手柄，使光面压块压紧冲头上表面，冲头沿上形块中心的引导孔平稳下移，带动毛坯缓慢流入下形块凹腔内，使零件完全与下形块贴紧，将零件压制成形；

[0036] 步骤4：松开加力机构，取下冲头和上形块，从下形块中取出零件，继续成形下一个零件。