支板内加强环的冲压模工装和制备方法以及排气段支板

摘要

本发明公开了一种支板内加强环的冲压模工装和制备方法以及排气段支板，包括用于夹紧固定板料并校形板料型面尺寸的上模和下模，沿竖直方向向下运动用于穿设上模和板料中部开设的线槽并抵顶至下模的冲模，下模包括用于定位板料并与冲模配合以将板料冲压成型的成型模，成型模中部开设有用于与冲模配合冲压以形成套设于支板外表面的支板内加强环的型腔；冲模包括冲头和冲身，冲头采用与支板轮廓相匹配的倒梯形基体构造，以使板料的部分基体结构沿倒梯形基体构造的外部轮廓逐渐发生弯折变形。本发明的冲压模工装，将板料定位在成型模，采用上模和下模夹紧固定，冲模穿过上模和板料中间的线槽抵顶至下模，板料部分基体弯折成型形成向外弯折的凸缘。

权利要求

1.一种冲压模工装，用于加工套设于支板外表面的支板内加强环，支板内加强环属于涡轮螺旋桨发动机的排气段支板结构的配套结构，其特征在于，包括用于夹紧固定板料并校形所述板料型面尺寸的上模(1)和下模(2)，沿竖直方向向下运动用于穿设所述上模(1)和所述板料中部开设的线槽并抵顶至所述下模(2)的冲模(3)，

所述下模(2)包括用于定位所述板料并与所述冲模(3)配合以将所述板料冲压成型的成型模(4)，所述下模(2)具有用于容纳所述成型模(4)的腔体，所述成型模(4)可拆卸安装在所述下模(2)的腔体内，所述成型模(4)的工作面高度低于所述下模(2)的工作面高度，以使得下模(2)与成型模(4)之间形成容纳板料的容置腔，容置腔与板料外形相匹配，实现上模(1)和下模(2)紧密贴合夹紧固定板料，所述成型模(4)中部开设有用于与所述冲模(3)配合冲压以形成套设于支板外表面的支板内加强环的型腔(41)；

所述冲模(3)包括冲头(31)和冲身(32)，所述冲头(31)采用与所述支板轮廓相匹配的倒梯形基体构造，以使所述板料的部分基体结构沿所述倒梯形基体构造的外部轮廓逐渐发生弯折变形，所述冲头(31)由所述冲身(32)向冲压端方向厚度尺寸逐渐减小且宽度尺寸逐渐减小呈尖角结构，所述冲头(31)的厚度尺寸逐渐减小以形成45°～55°的夹角；

冲压模工装，用于加工支板内加强环，将具有线槽的板料定位在成型模(4)上，并采用上模(1)和下模(2)夹紧固定，冲模(3)穿过上模(1)和板料中间的线槽抵顶至下模(2)中，一方面板料受到冲模(3)的冲压使得板料部分基体沿冲模(3)的外轮廓型面向冲压方向弯折成型，另一方面板料受到成型模(4)上的型腔(41)限位，实现板料部分基体弯折成型，从而将线槽冲压成向外弯折的凸缘，板料的其他基体由于受到上模(1)和下模(2)夹紧固定维持了支板内加强环的型面尺寸，冲压模工装实现支板内加强环一次冲压成型，无需再进行校形工作。

2.根据权利要求1所述的冲压模工装，其特征在于，所述成型模(4)的工作面与所述下模(2)的工作面的高度差小于所述板料的厚度以使所述上模(1)和所述下模(2)配合夹紧固定所述板料；

所述下模(2)的腔体四周具有倒圆角构造。

3.根据权利要求1所述的冲压模工装，其特征在于，所述冲压模工装还包括用于将所述上模(1)和所述下模(2)压紧固定的锁紧件(5)，以及

用于对所述冲模(3)施加压力以驱使所述冲模(3)向所述下模(2)方向运动的施压装置。

4.根据权利要求3所述的冲压模工装，其特征在于，所述锁紧件(5)采用螺栓锁紧、插接锁紧、卡接锁紧或磁吸锁紧中的一种或几种；

所述锁紧件(5)与所述上模(1)和所述下模(2)的接触部位设有用于防止所述上模(1)和所述下模(2)破损的保护层。

5.一种支板内加强环的成型方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的冲压模工装，包括以下步骤：

根据需挤压成形的支板内加强环的内外轮廓分别制作出配合作用的上模(1)、下模(2)、冲模(3)和成型模(4)，将成型模(4)放入下模(2)内；

板料中部开设有用于与冲模(3)竖直向下运动的轨迹相互垂直的一条线槽以使得冲模(3)贯穿线槽，将板料安装定位在下模(2)与成型模(4)形成的容纳空腔内，将上模(1)与下模(2)锁紧固定以夹紧板料，对冲模(3)施加压力使得冲模(3)穿过上模(1)并冲压作用在板料中部的线槽上，通过逐步施加压力以使冲模(3)下压并抵顶至成型模(4)的型腔(41)上，进而使板料部分基体结构沿冲模(3)表面压延并向成型模(4)的型腔(41)内部冲压成型，形成支板内加强环，取出支板内加强环。

6.根据权利要求5所述的支板内加强环的成型方法，其特征在于，取出支板内加强环具体包括：将成型模(4)从下模(2)底部拆卸以取出成形的支板内加强环。

7.根据权利要求5所述的支板内加强环的成型方法，其特征在于，板料的厚度为1.1mm～1.2mm；

成型模(4)的工作面与下模(2)的工作面的高度差为0.7mm～0.8mm。

8.一种排气段支板，其特征在于，包括权利要求5至7任一项所述的支板内加强环的成型方法加工得到的支板内加强环，所述支板内加强环套设于支板外表面并与支板间隙配合，间隙处于0～0.3mm，且局部间隙不大于0.5mm。

说明书

支板内加强环的冲压模工装和制备方法以及排气段支板

技术领域

[0001] 本发明涉及发动机排气段领域，特别地，涉及一种压模工装。此外，本发明还涉及一种包括上述压模工装的支板内加强环的制备方法以及排气段支板。

背景技术

[0002] 发动机排气段由排气段外罩、支板和内锥三部分组成，其中支板内加强环为支板中一个典型异型件，排气段支板型面是在整个排气段中较为重要的尺寸，在加工过程中需
要保证支板内加强环的型面尺寸，而且在装配的过程中需要与支板装配有0～0.3mm间隙，
允许局部不大于0.5mm。支板型面达不到要求会导致组装时满足不了设计间隙要求，而且支
板型面不合格会影响排气段内气流流向，从而可能影响T4温度。若仅仅靠钳工对钣金件进
行校形型面尺寸，则很难保证型面尺寸以及最终装配时装配间隙，而且不锈钢板较容易产
生弹性变形，在校形中难度较大，而且不利于生产加工。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种支板内加强环的冲压模工装和制备方法以及排气段支板，以解决现有支板内加强环的加工工艺繁琐，支板内加强环的型面尺寸无法保证，需要进行型面
校型工作，导致生产效率较低的技术问题。

[0004] 本发明采用的技术方案如下：

[0005] 一种冲压模工装，用于加工套设于支板外表面的支板内加强环，支板内加强环属于涡轮螺旋桨发动机的排气段支板结构的配套结构，包括用于夹紧固定板料并校形板料型
面尺寸的上模和下模，沿竖直方向向下运动用于穿设上模和板料中部开设的线槽并抵顶至
下模的冲模，下模包括用于定位板料并与冲模配合以将板料冲压成型的成型模，成型模中
部开设有用于与冲模配合冲压以形成套设于支板外表面的支板内加强环的型腔；冲模包括
冲头和冲身，冲头采用与支板轮廓相匹配的倒梯形基体构造，以使板料的部分基体结构沿
倒梯形基体构造的外部轮廓逐渐发生弯折变形。

[0006] 进一步地，下模具有用于容纳成型模的腔体，成型模可拆卸安装在下模的腔体内；成型模的工作面高度低于下模的工作面高度。

[0007] 进一步地，成型模的工作面与下模的工作面的高度差小于板料的厚度以使上模和下模配合夹紧固定板料；下模的腔体四周具有倒圆角构造。

[0008] 进一步地，冲头由冲身向冲压端方向厚度尺寸逐渐减小且宽度尺寸逐渐减小呈尖角结构，冲头的厚度尺寸逐渐减小以形成45°～55°的夹角。

[0009] 进一步地，冲压模工装还包括用于将上模和下模压紧固定的锁紧件，以及，用于对冲模施加压力以驱使冲模向下模方向运动的施压装置。

[0010] 进一步地，锁紧件采用螺栓锁紧、插接锁紧、卡接锁紧或磁吸锁紧中的一种或几种；锁紧件与上模和下模的接触部位设有用于防止上模和下模破损的保护层。

[0011] 根据本发明的另一方面，还提供了一种支板内加强环的成型方法，采用上述冲压模工装，包括以下步骤：

[0012] 根据需挤压成形的支板内加强环的内外轮廓分别制作出配合作用的上模、下模、冲模和成型模，将成型模放入下模内；

[0013] 板料中部开设有用于与冲模竖直向下运动的轨迹相互垂直的一条线槽以使得冲模贯穿线槽，将板料安装定位在下模与成型模形成的容纳空腔内，将上模与下模锁紧固定
以夹紧板料，对冲模施加压力使得冲模穿过上模并冲压作用在板料中部的线槽上，通过逐
步施加压力以使冲模下压并抵顶至成型模的型腔上，进而使板料部分基体结构沿冲模表面
压延并向成型模的型腔内部冲压成型，形成支板内加强环，取出支板内加强环。

[0014] 进一步地，取出支板内加强环具体包括：将成型模从下模底部拆卸以取出成形的支板内加强环。

[0015] 进一步地，板料的厚度为1.1mm～1.2mm；成型模的工作面与下模的工作面的高度差为0.7mm～0.8mm。

[0016] 根据本发明的另一方面，还提供了一种排气段支板，包括上述支板内加强环的成型方法加工得到的支板内加强环，支板内加强环套设于支板外表面并与支板间隙配合，间
隙处于0～0.3mm，且局部间隙不大于0.5mm。

[0017] 本发明具有以下有益效果：

[0018] 本发明的冲压模工装，用于加工支板内加强环，将具有线槽的板料定位在成型模上，并采用上模和下模夹紧固定，冲模穿过上模和板料中间的线槽抵顶至下模中，一方面板
料受到冲模的冲压使得板料部分基体沿冲模的外轮廓型面向冲压方向弯折成型，另一方面
板料受到成型模上的型腔限位，实现板料部分基体弯折成型，从而将线槽冲压成向外弯折
的凸缘，板料的其他基体由于受到上模和下模夹紧固定维持了支板内加强环的型面尺寸。
上述冲压模工装实现支板内加强环一次冲压成型，无需再进行校形工作。冲压模工装已经
投入生产中，其获得的支板内加强环在支板装配过程中满足了设计的间隙要求，将支板进
行排气段装配，同样试车试验合格。

[0019] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

[0020] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0021] 图1是本发明优选实施例的冲压模工装示意图；

[0022] 图2是本发明优选实施例的冲压模工装的冲模示意图；

[0023] 图3是本发明优选实施例的冲压模工装的冲模侧面示意图；

[0024] 图4是本发明优选实施例的冲压模工装的上模示意图；

[0025] 图5是本发明优选实施例的冲压模工装的下模示意图；

[0026] 图6是本发明优选实施例的冲压模工装的成型模类型一示意图；

[0027] 图7是本发明优选实施例的冲压模工装的成型模类型二示意图；以及

[0028] 图8是本发明优选实施例的支板示意图。

[0029] 附图标号说明：

[0030] 1、上模；2、下模；3、冲模；31、冲头；32、冲身；4、成型模；41、型腔；5、锁紧件。

具体实施方式

[0031] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0032] 图1是本发明优选实施例的冲压模工装示意图；图2是本发明优选实施例的冲压模工装的冲模示意图；图3是本发明优选实施例的冲压模工装的冲模侧面示意图；图4是本发
明优选实施例的冲压模工装的上模示意图；图5是本发明优选实施例的冲压模工装的下模
示意图；图6是本发明优选实施例的冲压模工装的成型模类型一示意图；图7是本发明优选
实施例的冲压模工装的成型模类型二示意图；图8是本发明优选实施例的支板示意图。

[0033] 如图1和图2所示，本实施例的冲压模工装，用于加工套设于支板外表面的支板内加强环，支板内加强环属于涡轮螺旋桨发动机的排气段支板结构的配套结构，包括用于夹
紧固定板料并校形板料型面尺寸的上模1和下模2，沿竖直方向向下运动用于穿设上模1和
板料中部开设的线槽并抵顶至下模2的冲模3，下模2包括用于定位板料并与冲模3配合以将
板料冲压成型的成型模4，成型模4中部开设有用于与冲模3配合冲压以形成套设于支板外
表面的支板内加强环的型腔41；冲模3包括冲头31和冲身32，冲头31采用与支板轮廓相匹配
的倒梯形基体构造，以使板料的部分基体结构沿倒梯形基体构造的外部轮廓逐渐发生弯折
变形。本发明的冲压模工装，用于加工支板内加强环，将具有线槽的板料定位在成型模4上，
并采用上模1和下模2夹紧固定，冲模3穿过上模1和板料中间的线槽抵顶至下模2中，一方面
板料受到冲模3的冲压使得板料部分基体沿冲模3的外轮廓型面向冲压方向弯折成型，另一
方面板料受到成型模4上的型腔41限位，实现板料部分基体弯折成型，从而将线槽冲压成向
外弯折的凸缘，板料的其他基体由于受到上模1和下模2夹紧固定维持了支板内加强环的型
面尺寸。上述冲压模工装实现支板内加强环一次冲压成型，无需再进行校形工作。冲压模工
装已经投入生产中，其获得的支板内加强环在支板装配过程中满足了设计的间隙要求，将
支板进行排气段装配，同样试车试验合格。

[0034] 如图5、图6和图7所示，本实施例中，下模2具有用于容纳成型模4的腔体，成型模4可拆卸安装在下模2的腔体内。成型模4的工作面高度低于下模2的工作面高度。上述下模2
设有贯通的腔体，使得成型模4可从下模2的腔体底部安装或拆卸，实现对板料或成型模4的
更换，上述成型模4可以依据需要加工的支板内加强环的结构变化进行匹配设计，需要满足
与下模2的腔体相匹配即可。上述成型模4可设计成如图6和图7所示的结构。上述成型模4的
工作面高度低于下模2的工作面高度，以使得下模2与成型模4之间形成容纳板料的容置腔，
容置腔与板料外形相匹配，实现上模1和下模2紧密贴合夹紧固定板料，一方面，在冲模3冲
压过程中，除了板料的弯折部位，可以防止弯折部位周边受到冲压力发生弹性变形，从而保
持型面尺寸；另一方面，上模1和下模2与板料紧密贴合，冲压弯折附近的板料受到的张力较
大，可以通过上模1和下模2将张力分散，减少弯折部位裂纹的发生。上述冲模3通过上模1，
上模1具有与冲模3型面相同的内槽(相比于冲模3外形尺寸大0.1mm)放入冲模3定位，当对
冲模3施加压力时，冲模3先经由上模1导向，再通过板料中间线槽，最后通过下模1的成型模
4，下模2的成型模型面比冲模3型面单边大1.2mm，即1个板料的厚度，以形成上模1、下模2和
成型模4相匹配的结构。

[0035] 本实施例中，成型模4的工作面与下模2的工作面的高度差小于板料的厚度以使上模1和下模2配合夹紧固定板料。上述板料的厚度大于成型模4与下模2形成的容置腔的厚
度，使得上模1与下模2压紧板料，便于冲模3冲压，使得上模1与板料、板料与下模2的成型模
4之间形成面与面的紧密贴合，下模2与成型模4形成的容置腔侧面与板料侧壁紧密贴合。优
选地，下模2的腔体四周具有倒圆角构造。上述下模2具有用于容纳成型模4的腔体，腔体四
周设有倒圆角结构，由于板料的厚度大于成型模4与下模2形成的容置腔的厚度，上模1和下
模2夹紧固定板料，在冲膜冲压的过程中，板料沿成型模4的水平工作面弹性变形并填充容
置腔，使得获得的支板内加强环均带有倒圆角。

[0036] 如图2和图3所示，本实施例中，冲头31由冲身32向冲压端方向厚度尺寸逐渐减小且宽度尺寸逐渐减小呈尖角结构，冲头31的厚度尺寸逐渐减小以形成45°～55°的夹角。上
述尖角结构可以起到导向作用，冲头31的厚度尺寸逐渐减小以形成45°～55°的夹角，倒梯
形基体构造的底角角度为40°～45°，从而实现尖端到整体型面的冲压，使得线槽处的基体
逐渐发生弯折，最终形成中间高两端低的凸缘。

[0037] 如图1和图4所示，本实施例中，冲压模工装还包括用于将上模1和下模2压紧固定的锁紧件5。以及，用于对冲模3施加压力以驱使冲模3向下模2方向运动的施压装置。上述锁
紧件5用于防止在冲模3在冲压过程中上模1和下模2发生窜动，导致支板内加强环型面尺寸
发生变化。优选地，锁紧件5可采用螺栓锁紧、插接锁紧、卡接锁紧或磁吸锁紧中的一种或几
种。更优选地，锁紧件5采用螺栓锁紧，通过螺钉与螺母配合，螺钉与螺母分别为4个布设在
上模1和下模2的四个顶角处，将上模1和下模2稳定压紧。锁紧件5与上模1和下模2的接触部
位设有用于防止上模1和下模2破损的保护层。上述保护层以防止锁紧件5对冲压模工装的
破坏，当采用螺钉与螺母配合时，保护层可布设在螺母与上模1和下模2接触部位。

[0038] 根据本发明的另一方面，还提供了一种支板内加强环的成型方法，采用上述冲压模工装，包括以下步骤：

[0039] 根据需挤压成形的支板内加强环的内外轮廓分别制作出配合作用的上模1、下模2、冲模3和成型模4，将成型模4放入下模2内；

[0040] 板料中部开设有用于与冲模3竖直向下运动的轨迹相互垂直的一条线槽以使得冲模3贯穿线槽，将板料安装定位在下模2与成型模4形成的容纳空腔内，将上模1与下模2锁紧
固定以夹紧板料，对冲模3施加压力使得冲模3穿过上模1并冲压作用在板料中部的线槽上，
通过逐步施加压力以使冲模3下压并抵顶至成型模4的型腔41上，进而使板料部分基体结构
沿冲模3表面压延并向成型模4的型腔41内部冲压成型，形成支板内加强环，取出支板内加
强环。

[0041] 如图1和图8所示，本发明的支板内加强环的制备方法，将板料安装在冲压模工装内，通过对冲模3施加压力使的冲模3穿设上模1、板料中间的线槽并抵顶至成型模4的型腔
41上，受到冲模3的冲压和成型模4的型腔41限位，实现板料部分基体弯折成型，完成支板内
加强环的加工，上述支板内加强环的制备方法简单，操作方便，对操作者要求不苛刻，并可
以实现支板内加强环一次冲压成型，无需再进行校形工作，提高工作效率，降低生产周期，
适于大规模生产制造。上述支板内加强环的制备方法制备获得的支板内加强环经过透光度
检验，结果显示透光度小于0.6，产品合格。

[0042] 本实施例中，取出支板内加强环具体包括：将成型模4从下模2底部拆卸以取出成形的支板内加强环。将成型模4安装在下模2内，将板料安装定位在成型模4与下模2之间的
容置腔内，采用锁紧件5将上模1与下模2锁紧固定，冲模3从上模1顶部向下运动，依次贯穿
上模1、板料中间的线槽抵顶至成型模4的型腔41上，形成支板内加强环，将成型模4从下模2
底部拆卸，取出成形的支板内加强环，还可以将待加工的板料通过成型模4安装定位，进行
新的支板内加强环加工。

[0043] 本实施例中，板料的厚度为1.1mm～1.2mm。成型模4的工作面与下模2的工作面的高度差为0.7mm～0.8mm。上述依据支板的结构特点，设计板料的厚度为1.1mm～1.2mm，长度
为152mm，宽度为50mm，板料的线槽为90mm×0.5mm。依据需要加工的支板内加强环尺寸的要
求，成型模4的型腔41为椭圆形结构，其长直径为96mm，短直径为17.2mm，通过成型模4与冲
模3的冲压和限位形成向外弯折的凸缘结构。

[0044] 根据本发明的另一方面，还提供了一种排气段支板，包括上述支板内加强环的成型方法加工得到的支板内加强环，支板内加强环套设于支板外表面并与支板间隙配合，间
隙处于0～0.3mm，且局部间隙不大于0.5mm。上述支板内加强环套设在支板外表面，并组装
成排气段，排气段内的气流流向正常。

[0045] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。