[实用新型]一种带横向内筋件旋压用芯模

说明书

技术领域

本发明属于旋压成形加工领域，具体是一种带横向内筋件旋压用芯模及脱模方法。

背景技术

经过几十年的发展，旋压技术在薄壁、形状复杂、轻量化整体构件的近净成形中发挥着越来越重要的作用。大型复杂曲母线薄壁构件是航空航天和兵器工业中普遍采用的一类零件，如航空发动机罩、整体火箭发动机构件、压气机锥体、人造卫星和导弹的鼻锥、兵器工业中的药型罩等。航空航天等高技术产业的发展，要求在不影响外表气动性的前提下，提高这类零件的强度和刚度，从而优化飞机、火箭和导弹等的整体性能。为此，需要在这些零件内部设计环形加强筋。但是，这种带横向内筋的大型复杂曲母线薄壁结构给构件的成形、芯模的结构设计和工件的脱模带来了极大的挑战。

西北工业大学在公开号为CN101497099的专利申请中，公开了一种带横向内筋构件旋压成形芯模；西北工业大学在申请号为201010535565.1的专利申请中公开了一种带横向内筋大型复杂曲母线薄壁构件旋压成形芯模。该芯模由芯模头、夹板和芯模尾三部分组成。其中的夹板为带定位凸台的中空旋转体，芯模尾则为三级阶梯轴状。利用上述发明创造提出的芯模，可以解决带横向内筋锥形旋压件和复杂曲母线薄壁构件的脱模问题。但是，由于带横向内筋大型复杂曲母线薄壁旋压件的内筋位于形状接近筒形的工件口部，如果采用与CN101497099和201010535565.1相似的芯模结构，则在进行工件的脱模时，需要将芯模头和夹板整体取下，然后再将主动夹块和被动夹块一块块取出，最后再将芯模头取出，这样才能实现工件的顺利脱模。由于大型复杂薄壁壳体旋压的芯模头部和夹板的形状尺寸较大、质量较重，因此，进一步增加了脱模过程的难度。而且，由于工件壁厚非常薄，在采用上述旋压芯模及其脱模方法进行工件脱模的过程中难免会划伤工件内壁或者导致工件变形。另外，每旋压成形一个工件，便要进行一次如此繁复的脱模工作，而在旋压成形下一工件之前，又要再一次进行模具的组合安装与调试工作，故而延长了生产周期，降低了生产效率，增加了生产成本，加大了工人的劳动强度，而且，反复的卸模和安装、调试模具对工件的成形质量和成形精度也有影响。

西北工业大学在申请号为201110154935.1的发明专利和201120192533.6的实用新型专利申请中公开了一种带横向内筋件旋压用芯模，西北工业大学在申请号为201110154980.7的发明专利和201120192534.0的实用新型专利中公开了一种带横向内筋件旋压用芯模，分别用于带横向内筋件旋压的前移脱模和后移脱模。采用这些芯模脱模时，无需将芯模头与夹板等整体取下就可方便实现工件脱模，但是须要通过阶梯轴结构或者芯模轴和套环结构预留卸模空间，因此加大了芯模尺寸，使得模具结构不紧凑。因此，迫切需要一种无需预留较大的卸模空间的紧凑的带横向内筋大型复杂曲母线薄壁构件的旋压成形芯模，而且也无需将芯模头与夹板等整体取下就可方便实现工件脱模的方法。

发明内容

为克服现有技术中存在的模具结构不紧凑、生产周期长、劳动强度大，并且反复的卸模和安装、调试模具影响了工件质量和精度的不足，本发明提出了一种带横向内筋件旋压用芯模。

本发明包括芯模头、夹板、尾环套和芯模尾，并且芯模凹槽位于尾环套的外圆周表面。芯模头和夹板的外形为与成形工件内形相配合的曲母线形，并且芯模头和夹板的外圆周表面之间光滑连接。其特征在于，还包括内环套，并且芯模头、内环套和尾环套依次被套装在芯模尾的轴杆上，夹板被套装在内环套的外圆表面。所述的夹板一端的端面与芯模头一端的安装面贴合，并固定在所述的安装面的外侧，夹板另一端的端面与尾环套有芯模凹槽一端的端面贴合。芯模头、夹板、内环套和尾环套的轴线重合。

夹板的内径与内套环的外径相同。夹板与芯模头上的安装面贴合端的外径小于所述夹板与尾环套贴合端的外径。夹板与尾环套贴合端的外径与工件内表面的最大直径相同。夹板与安装面贴合端的外径略小于芯模凹槽的直径。

内环套是由圆心角为180度的两个完全相同的第一半内环套和第二半内环套组成，内环套的轴向长度与夹板的轴向长度相同。内环套的内半径和外半径的差值满足公式(1)，

Δr＝Δr_min+c                                    (1)

通过公式(2)确定夹板退出芯模凹槽所需的最小内移量Δr_min