[发明专利]一种用于筒形件旋压的套管模具及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及旋压制造行业，具体设计了一种可改变直径加工范围的组合旋压模具，用于成形不同直径规格的筒形件。

背景技术

强力旋压是一种广泛应用于金属薄壁筒形件的成熟工艺，具有精度高、效率高、节约原材料的显著优势。

旋压模具是筒形件强力旋压成形工艺中必不可少的关键工艺装备，其结构、尺寸、精度的合理性往往决定了筒形件的尺寸分布与成形精度，尤其是模具的外径尺寸与筒形件内径尺寸往往具有一一映射的关系，即一个尺寸的模具仅能够用于唯一一个内径尺寸的筒形件，具有很大的局限性；同时这一类模具通常尺寸笨重，要求硬度高、精度高、材料种类特殊、热处理难度大、材料用量大、加工风险高，多种因素导致了模具制造成本高昂。

目前在不同直径筒形件的强力旋压及其模具的制作方面主要使用了一一对应的方法，即针对一个直径的筒形件设计制作了一整套的旋压模具，多个直径的产品就需要制作多套旋压模具。

随着我国航天、航空技术产业的不断发展，预研型号产品规格多、任务急，而应用前景又具有不确定性，对于研制单位来说，旋压模具的制作周期长、风险大、成本高，一旦型号项目终止，造成了人力、物力、财力的极大浪费。

发明内容

为了解决现有旋压模具应用范围窄、制作周期长、成本高的局限性，本发明提出了一种用于筒形件旋压的套管模具及其使用方法。

本发明包括基础模胎、套管模胎和梯形螺母。其中：所述套管模胎套装在所述基础模胎上并通过位于该基础模胎一端的外圆定位锥面上的三个定位面定位。梯形螺母套装在所述基础模胎另一端的螺纹段上，以对所述套管模胎轴向定位。

所述的基础模胎的一端的端面为连接端。该基础模胎的外圆周表面为阶梯状，由工作段、外圆定位锥面和定位段组成。所述的外圆定位锥面为所述工作段与连接端之间的过渡段，该外圆定位锥面与基础模胎轴线之间的夹角为135°；在该外圆定位锥面的圆周上均布有三处套管模胎的安装止口，形成了套管模胎的三个定位面；该安装止口是将该处的外圆定位锥面加工成为平面形成的。所述基础模胎定位段的外圆表面为梯形螺母配合的螺纹面。

所述基础模胎的外圆柱工作面、外圆定位锥面与三个安装止口形成的三个定位面的同轴度、圆柱度与锥度形位公差等级为5级精度要求。

所述的套管模胎一端的端面有轴向凸出的与位于基础模胎上的三个安装止口配合的定位台。所述的套管模胎的内孔为阶梯孔：一端的内径与所述基础模胎上的三个安装止口处的外径最大，与所述的三个安装止口处的外径相同；另一端的内径最小，与所述基础模胎的外径相同；所述的套管模胎两端之间的孔径比所述基础模胎的外径大3～10mm。所述套管模胎的内孔中，与所述基础模胎上的最大孔径处的内表面与套管模胎两端之间的孔内表面之间以135°的斜面过渡，形成了套管模胎内圆锥定位面。

本发明提出的使用所述用于筒形件旋压的套管模具的具体过程是：

步骤1，在旋压机上安装基础模胎。

将基础模胎模胎端面的内安装止口与旋压机的外锥面止口配合，并在模胎端面使用连接螺钉连接，锁紧螺母锁紧，使旋压机主轴带动基础模胎同步旋转，传递扭矩。

步骤2，将套管模胎套装在基础模胎上。

套管模胎端面上的三个定位台分别插入基础模胎上的三个安装止口中以传递扭矩；套管模胎内圆锥定位面与基础模胎外圆锥定位面贴合，套管模胎的最小内径处与所述基础模胎的外径贴合，确保了套管模胎外圆柱面与基础模胎的轴线保持同轴。

步骤3，使用梯形螺母对套管模胎进行锁紧

安装梯形螺母于基础模胎的梯形外螺纹上，使梯形螺母与基础模胎上的梯形外螺纹啮合，直至锁紧。

至此，通过所述基础模胎和套管模胎扩大了旋压筒形件的内径。

本发明是一种由基础模胎、梯形锁紧螺母、套管模胎组成的组合模具能够在基础模胎上组合装配使用不同外径的套管模胎，从而满足不同内径筒形件的强力旋压加工，以解决现有旋压模具应用范围窄、制作周期长、成本高的局限性。

本发明将直径为m的基础模胎安装于旋压机主轴上，能够满足内径M的筒形件旋压；将另一直径为n的套管模胎套装于基础模胎上，通过基础模胎上的卡槽、套管模胎上的凸台、梯形螺母锁紧，使套管模胎能够径向传递扭矩并实现轴向锁止，从而改变了旋压模具的工作直径，满足内径为N的筒形件旋压；以此类推，通过安装不同直径的套管模胎，可以用于不同直径筒形件旋压的。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

在基础模具上安装套管模胎的方法能够改变原有模胎的工作直径，能够适用于另一直径筒形件的旋压。