一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法与流程

本发明涉及零件成型加工，尤其是涉及一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法。

背景技术：

1、在航空发动机领域的筒体产品零件中，存在带型面的非连续筒状坯料零件结构。该类零件的型面精度和端面内凹型面位置度直接影响航空发动机气流通道的密封性和气动性能，是发动机整机装配中的关键钣金件。

2、传统的加工方式多采用整体模具涨大出筒体型面以保证筒体轮廓度，然后用整体向内翻边模具和轴向压型模具加工端面的内凹型面。然而，采用整体翻边模具和轴向压型模具加工时，端面坯料在周向上存在较大的压应力，多余坯料在模具闭合过程中释放困难，极易在型面转接处产生起皱、褶皱等缺陷，尤其是高强度镍基高温合金的塑性变形窗口窄、加工硬化倾向显著，一旦发生起皱，零件即报废，试制成本极高。同时，整体翻边模具和轴向压型模具的尺寸大、制造成本高，且换模困难，不适合航空发动机钣金件小批量多品种的生产特点。

技术实现思路

1、为了避免整体翻边起皱缺陷、降低模具成本、提高加工效率且适合小批量多品种生产，本发明提供一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法。

2、本发明提供一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法，采用如下的技术方案：

3、一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法，包括以下步骤，

4、s1、提供一圆筒坯料；

5、s2、以圆筒坯料的非加工端面和筒体外壁为定位基准，采用涨大模具涨大坯料外曲面，保证筒体轮廓度；

6、s3、以圆筒坯料的非加工端面和筒体外壁为定位基准，在圆筒坯料的加工端面沿周向等距间隔切割出多个凹槽，相邻凹槽之间形成突出块；

7、s4、提供端面向内压型的局部成型模具，所述局部成型模具上有与所需翻边型面的内弧面相匹配的成形面；以圆筒坯料的非加工端面和型面为定位基准，通过局部成型模具依次将每个突出块向内弯曲翻边成形，直至所有突出块均翻边至预定角度、弯曲转接半径的翻边型面；

8、s5、采用三维五轴激光切割设备，以圆筒坯料的非加工端面和筒体外壁为定位基准，将翻边型面切割成最终成形轮廓，形成非连续筒状零件。

9、可选的，所述圆筒坯料的材料为高强度镍基高温合金，壁厚为0.5-2mm，轴向长度为300mm，筒体直径为600-800mm，筒体为样条曲线型面，曲面筒体轮廓度不大于0.3，圆筒坯料的加工端面存在周向均布的内凹型面，内凹型面周向位置度不大于0.5。

10、可选的，所述s1中，圆筒坯料的制备方法为：先切割出长方形坯料或扇形件坯料，然后对坯料进行卷圆并焊接，获得圆筒坯料，焊接时圆筒端面的错边量不大于0.1mm。

11、可选的，所述s2中，将圆筒坯料放入涨大模具中，以圆筒坯料的非加工端面作为定位基准，采用涨大模具从圆筒坯料的内部涨大圆筒坯料的筒体外壁，保证圆筒坯料轮廓度尺寸，且圆筒坯料在轴向不能窜动。

12、可选的，所述s3中，采用激光切割设备在圆筒坯料的加工端面沿周向均布切割凹槽，凹槽的宽度和深度应保证突出块翻边成形后的侧端面不接触，且凹槽的根部深度不小于翻边型面的长度，凹槽的根部位置允许在翻边型面的转接半径起点处。

13、可选的，所述s4中，局部成型模具为可更换的模块式结构，所述局部成型模具包括凹模、凸模、压紧块、弹性垫、上模架、导向柱和下模座，所述凹模固定于上模架下方，所述凸模固定于下模座上方，所述压紧块通过弹性垫与上模架连接，所述导向柱穿过上模架和下模座保证模具导向精度。

14、可选的，所述s4中，多个所述突出块可并行或依次向内翻边成形，所述局部成型模具在冲压设备作用下自上而下闭合，使多个所述突出块逐一向内弯曲翻边成形。

15、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

16、1、对筒体坯料的端面采用分段切割后，筒体端面形成周向均布的突出块，然后对突出块依次向内翻边成形，将整圈翻边分解为分段突出块并逐一局部成形，由于突出块周向流动性好，其弯曲根部塑性变形量小，避免了突出块向内翻边时因周向压应力过大引起的起皱、褶皱等缺陷，型面质量良好，并且在弯曲过程中每个突出块两侧为自由边界，突出块周向可自由流动，弯曲根部塑性变形量大幅减小，从机理上避免发生起皱；

17、2、采用一个局部成型模具实现大规格筒体零件的端面形面加工，无需制造覆盖整个圆周的大型整体翻边模具和轴向压型模具，模具成本降低60%以上，局部成型模具为可更换的模块式结构，更换不同成形面的模块即可适应不同翻边角度、弯曲半径和型面要求，一套模架配合多组成形模块即可满足小批量多品种的生产需求，缩短了换模时间和新产品试制的模具准备周期。

1.一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法，其特征在于，包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法，其特征在于，所述圆筒坯料的材料为高强度镍基高温合金，壁厚为0.5-2mm，轴向长度为300mm，筒体直径为600-800mm，筒体为样条曲线型面，曲面筒体轮廓度不大于0.3，圆筒坯料的加工端面存在周向均布的内凹型面，内凹型面周向位置度不大于0.5。

3.根据权利要求1所述的一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法，其特征在于，所述s1中，圆筒坯料的制备方法为：先切割出长方形坯料或扇形件坯料，然后对坯料进行卷圆并焊接，获得圆筒坯料，焊接时圆筒端面的错边量不大于0.1mm。

4.根据权利要求1所述的一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法，其特征在于，所述s2中，将圆筒坯料放入涨大模具中，以圆筒坯料的非加工端面作为定位基准，采用涨大模具从圆筒坯料的内部涨大圆筒坯料的筒体外壁，保证圆筒坯料轮廓度尺寸，且圆筒坯料在轴向不能窜动。

5.根据权利要求1所述的一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法，其特征在于，所述s3中，采用激光切割设备在圆筒坯料的加工端面沿周向均布切割凹槽，凹槽的宽度和深度应保证突出块翻边成形后的侧端面不接触，且凹槽的根部深度不小于翻边型面的长度，凹槽的根部位置允许在翻边型面的转接半径起点处。

6.根据权利要求1所述的一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法，其特征在于，所述s4中，局部成型模具为可更换的模块式结构，所述局部成型模具(1)包括凹模(2)、凸模(3)、压紧块(4)、弹性垫(5)、上模架(6)、导向柱(7)和下模座(8)，所述凹模(2)固定于上模架(6)下方，所述凸模(3)固定于下模座(8)上方，所述压紧块(4)通过弹性垫(5)与上模架(6)连接，所述导向柱(7)穿过上模架(6)和下模座(8)并保证模具导向精度。

7.根据权利要求1所述的一种带型面的非连续筒状零件的型面成形方法，其特征在于，所述s4中，多个所述突出块可并行或依次向内翻边成形，所述局部成型模具在冲压设备作用下自上而下闭合，使多个所述突出块逐一向内弯曲翻边成形。