薄壁件凸包一次成型工装

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体地，涉及一种筒形薄壁件凸包一次成型工装。

背景技术

在机械加工行业，经常会碰到薄壁件需要成型凸包的情况，例如在航空发动机领域，航空发动机上的隔热罩零件即为薄壁件，其结构如说明书附图3所示，零件厚度仅0.5mm,材料为不锈钢,侧壁具有多处均布的凸包，底部也均布有凸包。

零件使用传统刚性模具进行侧壁和底部凸包成型时，由于其结构的限制，在完成凸包成型后将面临无法将零件从模具中取出的问题；或采用传统模具加工后，需使用分度盘单个成型侧壁凸包，但该操作会造成成型位置及尺寸精度差，且沿零件一周仅能完成侧壁凸包的成型，零件底部的凸包需再次操作成型；或通过模具设置楔块侧推，冲头和凹模相向水平移动进行成型，但该模具结构复杂，成本高昂，会显著增高零件的生产成本。

公告号为CN202861135U的专利公开一种凸包冲压模具结构，包括冲头和位于冲头下方的凹模，凹模的中心向下凹进形成中空的型腔，型腔内设有顶杆，顶杆与冲头之间的间隙为凸包成型空间。该专利的凸包冲压模具结构在成型凸包时采用“胀形”工艺，可以实现在多工位连续送料的连续冲压模具中一次冲压完成多个凸包，无须进行整形工艺，并且各凸包的测量结果完全满足产品精度要求。

上述专利的凸包冲压模具结构虽然能一次进行多个凸包的冲压，但该零件的凸包均设置在同一个表面上，且其表面为平整表面，显然，当零件上的凸包分布在多个表面上或设置凸包的表面为曲面时，该凸包冲压模具结构便无法一次冲压出多个凸包。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种筒形薄壁件凸包一次成型工装，该成型工装针对筒形薄壁件上任意位置的凸包设置都能实现一次装夹全部成型，且成型工装能顺利脱离零件而不影响凸包的成型质量。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种筒形薄壁件凸包一次成型工装，所述凸包至少包括设置在筒形薄壁件筒壁上的凸包，所述成型工装包括成型罩体、主定位体和可拆卸嵌插在主定位体上的定位块，所述主定位体和定位块构成支撑柱，所述成型罩体和支撑柱将薄壁件成型凸包部位贴合夹持，所述支撑柱和薄壁件内表面接触，所述成型罩体和薄壁件外表面接触，所述主定位体安装在一底座上，所述底座和成型罩体之间通过连接结构连接，所述成型罩体上在与薄壁件上凸包位置对应处开设通孔，所述定位块的设置位置与薄壁件上凸包位置对应且定位块上设有与成型罩体上通孔位置对应的盲孔，所述盲孔结构与薄壁件上凸包结构相同，所述成型工装还包括用于伸入成型罩体所述通孔内冲击薄壁件以形成凸包的冲子。

进一步地，所述主定位体上开设键槽，所述定位块上设置与所述键槽键连接的键。

更进一步地，所述定位块横截面呈“工”字结构。

进一步地，所述主定位体和底座之间还设有连接件连接定位。

进一步地，所述连接件为圆柱销。

进一步地，所述连接结构包括连接轴和锁紧螺母。

进一步地，所述底座和放置所述成型工装的平面之间的间隙小于等于0.02mm。

进一步地，所述薄壁件下端面和所述底座之间具有间距。

更进一步地，所述间距大于等于10mm。

进一步地，所述冲子为包括粗段和细段的两段式结构，所述细段用于冲击凸包，所述粗段用于施加冲击力。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过在主定位体上嵌插设置定位块，主定位体和定位块组成可完整支撑零件的支撑体，主定位体、定位块和成型罩体等对零件一次装夹到位，采用冲子将零件所有凸包冲成型后，拆卸成型外罩，再将零件和定位块一起取出，最后将零件和定位块分离，实现零件上所有凸包一次装夹成型及零件顺利脱模；

本成型夹具结构简单，成型凸包操作方便可靠，凸包成型尺寸精度和位置精度高。

附图说明

图1为实施例1中所述的成型夹具装夹零件成型凸包的结构俯视图；

图2为图1中A-A剖面图；

图3为实施例1中所述零件的结构示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本技术方案进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

如图3所示的筒形薄壁件，为航空发动机上的隔热罩，其侧壁和底部均设有凸包11，本实施例提供一种针对该类零件的凸包一次成型工装，如图1和图2所示，成型工装包括成型罩体2、主定位体31和可拆卸嵌插在主定位体上的定位块32，其中，主定位体31和定位块32构成一个完整的支撑柱3，支撑柱3为圆筒形状，成型罩体2为与支撑柱3相配合的筒状体，成型罩体2和支撑柱3可将隔热罩成型凸包部位贴合夹持，支撑柱3通过其外径实现零件定心，通过顶部实现零件的支靠限位。支撑柱3和隔热罩内表面接触，成型罩体2和隔热罩外表面接触。

成型罩体2上在与隔热罩上凸包位置对应处开设通孔21，定位块32的设置位置则与隔热罩上凸包位置对应且定位块上设有与成型罩体上通孔21位置对应的盲孔321，通孔和盲孔孔径大小相等，盲孔结构与隔热罩上凸包结构相同，成型工装还包括用于伸入成型罩体通孔21内去冲击隔热罩以使隔热罩上形成凸包11的冲子4。主定位体31设置在一底座5上，为确定成型罩体的角向，底座5和成型罩体2之间还设置了连接结构连接，成型罩体2的开口处沿径向朝外伸出至少两个搭边22，连接结构包括连接轴61和锁紧螺母62，底座5上开设供连接轴61第一端部插入的定位孔，成型罩体搭边22上开设供连接轴61第二端部插入的插孔，连接轴61伸出于搭边的端部优选设计为螺纹端，锁紧螺母62拧设在该螺纹端上，利用锁紧螺母62将成型罩体2压紧的同时，也实现了零件底部压紧，一方面避免成型罩体发生微位移导致冲子4冲击零件时无法对正盲孔321位置，另一方面也防止后续冲击凸包时零件发生窜动。

本实施例中定位块在主定位体上的嵌插设计为：主定位体31上开设键槽311，定位块32上设置与键槽键连接的键322，其中，定位块32横截面呈“工”字结构；这种键槽式的嵌插设计使得定位块32在主定位体31上的径向定位可靠准确，定位块32的数量设置依据零件上凸包的分布情况适当确定，例如本实施例中，零件侧壁的单个区域的凸包和底部的凸包距离较近，可将该区域侧壁和底部的凸包成型集中在一个定位块实现。本实施例的定位块共设置三个，每个定位块在和零件底部贴合的部位及和零件侧壁贴合的部位均设有盲孔。

为降低工装加工难度，主定位体31和底座5单独制作，并通过连接件7连接定位，连接件7可选用圆柱销、螺钉等。

采用上述工装进行零件凸包成型时，整个工装放置在一平台上，底座5与平台接触，为确保凸包成型效果，同时为避免冲子冲击零件时发生卡阻，需保证底座5和平台接触后，底座5和平台平面之间的间隙小于等于0.02mm。

此外，零件被夹持在成型罩体2和支撑柱3中时，零件下端面和底座5之间宜留有间距，以防止零件下端面和底座5产生接触干涉，造成零件底部悬空的后果。优选地该间距设计为大于等于10mm，充分保证零件的夹持和凸包成型效果。

用于冲击零件的冲子4为包括粗段41和细段42的两段式结构，细段用于冲击凸包，细段42前端结构和凸包结构相同，一般为半球状，粗段41用于施加冲击力，一般为与细段形成台阶的圆柱体。

本成型工装的工作过程如下：首先将定位块对应安装至主定位体上形成支撑柱，将零件倒扣定位安装在支撑柱上，在底座上插入连接轴，随后将成型罩体搭边套设至连接轴上,通过连接轴上的锁紧螺母,将成型罩体固定压紧，在压紧的同时零件底部即被压死固定，此时零件贴合支撑柱上表面和外周(也即贴合在定位块设置了盲孔的表面上)。采用冲子对准成型罩体上的任意一个通孔，保证冲子与零件接触，用榔头敲击冲子粗段，使冲子细段进入对应的定位块盲孔，实现零件凸包的成型；之后将冲子拔出，依次去冲击成型剩余凸包；待凸包完全成型后，将连接轴上的锁紧螺母用扳手拧开，将成型罩体取下，由于零件已成型凸包，凸包陷入定位块中，取出零件的同时，定位块会连同零件一起从主定位体中取出，最后再将定位块与零件分离，至此零件完全取出，完成了零件上凸包的一次成型和顺利脱模。

实施例2

一种薄壁件凸包一次成型工装，如图1和图2所示，成型工装包括成型罩体、主定位体和可拆卸嵌插在主定位体上的定位块，其中，主定位体和定位块构成一个完整的支撑柱，支撑柱为圆筒形状，成型罩体为与支撑柱相配合的筒状体，成型罩体和支撑柱可将隔热罩成型凸包部位贴合夹持，支撑柱通过其外径实现零件定心，通过顶部实现零件的支靠限位。支撑柱和隔热罩内表面接触，成型罩体和隔热罩外表面接触。

成型罩体上在与隔热罩上凸包位置对应处开设通孔，定位块的设置位置则与隔热罩上凸包位置对应且定位块上设有与成型罩体上通孔位置对应的盲孔，通孔和盲孔孔径大小相等，盲孔结构与隔热罩上凸包结构相同，成型工装还包括用于伸入成型罩体通孔内去冲击隔热罩以使隔热罩上形成凸包的冲子。主定位体设置在一底座上，为确定成型罩体的角向，底座和成型罩体之间还设置了连接结构连接，成型罩体的开口处沿径向朝外伸出至少两个搭边，连接结构包括连接轴和锁紧螺母，底座上开设供连接轴第一端部插入的定位孔，成型罩体搭边上开设供连接轴第二端部插入的插孔，连接轴伸出于搭边的端部优选设计为螺纹端，锁紧螺母拧设在该螺纹端上，利用锁紧螺母将成型罩体压紧的同时，也实现了零件底部压紧，一方面避免成型罩体发生微位移导致冲子冲击零件时无法对正盲孔位置，另一方面也防止后续冲击凸包时零件发生窜动。

定位块在主定位体上的嵌插设计为：主定位体上开设键槽，定位块上设置与键槽键连接的键，其中，本实施例和实施例1的不同之处在于：定位块横截面呈“T”字结构；这种键槽式的嵌插设计使得定位块在主定位体上的径向定位可靠准确，定位块的数量设置依据零件上凸包的分布情况适当确定。

为降低工装加工难度，主定位体和底座单独制作，并通过连接件连接定位，连接件可选用圆柱销、螺钉等。

采用上述工装进行零件凸包成型时，整个工装放置在一平台上，底座与平台接触，为确保凸包成型效果，同时为避免冲子冲击零件时发生卡阻，需保证底座和平台接触后，底座和平台平面之间的间隙小于等于0.02mm。

此外，零件被夹持在成型罩体和支撑柱中时，零件下端面和底座之间宜留有间距，以防止零件下端面和底座产生接触干涉，造成零件底部悬空的后果。优选地该间距设计为大于等于10mm，充分保证零件的夹持和凸包成型效果。

用于冲击零件的冲子为包括粗段和细段的两段式结构，细段用于冲击凸包，细段前端结构和凸包结构相同，一般为半球状，粗段用于施加冲击力，一般为与细段形成台阶的圆柱体

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于：成型罩体和底座之间的连接结构为螺杆和与之相配的螺母。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于：主定位体和底座一体成型。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。