小半径波纹曲面薄壁金属筒零件粘弹塑性软模成形方法

摘要

小半径波纹曲面薄壁金属筒零件粘弹塑性软模成形方法，它涉及一种小半径波纹曲面薄壁金属筒零件成形方法。针对室温刚模冲压成形或者热成形薄壁以及超薄壁厚的波纹半径较小、材料强度较高的金属波纹筒存在作用在坯料表面压力分布均匀，无法适应变形过程应力的变化，且成形零件壁厚分布不均匀，局部区域容易破裂问题。该方法步骤的要点：成形初始级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯，其包括制作初始级成形凹模、涂覆脱模剂、制作芯模及其与初始级成形凹模装配、填充粘弹塑性材料、安装活塞和溢流阀、调节压力值、开模取出成形的零件并清除零件表面残留的粘弹塑性材料，更换成形凹模。本发明用于小半径波纹曲面薄壁金属筒零件成形。

主权项

一种小半径波纹曲面薄壁金属筒零件粘弹塑性软模成形方法，其特征在于：所述成形方法是这样实现的：一、成形初始级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯，具体步骤如下：步骤一一：制作初始级成形凹模(1)：先制作初始级凹模坯，初始级凹模坯由两个半凹模坯(2)组成，两个半凹模坯(2)扣合并可拆卸连接；其次在初始级凹模坯的内壁上加工两个小半径波纹环型腔(3)；步骤一二：在两个小半径波纹环型腔(3)的表面上涂覆脱模剂；步骤一三：制作芯模(7)：在圆柱体(4)的一侧端面的中心轴线上加工沉孔并称之为活塞活动腔(6)，在圆柱体(4)的外壁上加工与该活塞活动腔(6)相通的通孔并称之为压力仓(5)，活塞活动腔(6)与压力仓(5)呈十字形设置，在圆柱体(4)的一侧端面上加工有溢流腔(9)，溢流腔(9)的出口与活塞活动腔(6)的入口在圆柱体(4)的同一侧端面上，溢流腔(9)的入口与活塞活动腔(6)连通；步骤一四：将芯模(7)设置在初始级成形凹模(1)的内腔中；步骤一五：将薄壁金属筒坯(8)设置在初始级成形凹模(1)与芯模(7)之间并保证三者的上端面和下端面分别平齐；步骤一六：分别向活塞活动腔(6)和溢流腔(9)内填充粘弹塑性材料(10)，粘弹塑性材料(10)的物态为半固态；粘弹塑性材料(10)为分子量为400000g/mol～600000g/mol和粘度为10000Pa·s～16000Pa·s的高分子聚合物材料；步骤一七：将活塞(11)安装在活塞活动腔(6)内，将溢流阀(12)安装在溢流腔(9)的出口端；步骤一八：活塞(11)受到推力的作用推动粘弹塑性材料(10)，并通过调节溢流阀(12)使薄壁金属筒坯(8)变形区域的压力值达到40MPa～58MPa，薄壁金属筒坯(8)在粘弹塑性材料(10)的推力作用下与初始级成形凹模(1)的两个小半径波纹环型腔(3)紧密贴合制成初始级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯；步骤一九：反向移动活塞(11)，使压力仓(5)内的压力降至0MPa，拆开初始级成形凹模(1)，取出初始级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯并作为制作下一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯的上一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯；二、成形下一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯，具体步骤如下：步骤二一：制作下一级成形凹模：先制作下一级凹模坯，下一级凹模坯由两个半凹模坯 组成，两个半凹模坯扣合并可拆卸连接；其次在下一级凹模坯的内壁上加工多个小半径波纹环型腔，该多个小半径波纹环型腔的数量是该上一级成形凹模的小半径波纹环型腔数量的二倍；步骤二二：在步骤二一制成的下一级成形凹模的小半径波纹环型腔的表面上涂覆脱模剂；步骤二三：将步骤一三中制成的芯模设置在该下一级成形凹模的内腔中；步骤二四：将该上一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯设置在该下一级成形凹模与芯模(7)之间并保证三者的上端面和下端面分别平齐，并将该上一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯上的小半径波纹曲面与该下一级成形凹模位于中部的小半径波纹型腔相吻合，使该下一级成形凹模上位于两个端部的两个小半径波纹环型腔空置；之后，依次执行步骤一六和步骤一七；步骤二五：活塞(11)受到推力的作用推动粘弹塑性材料(10)，并通过调节溢流阀(12)使该上一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯变形区域的压力值达到40MPa～58MPa，该上一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯在粘弹塑性材料(10)的推力作用下与该下一级成形凹模的两个空置的小半径波纹环型腔紧密贴合制成下一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯；步骤二六：反向移动活塞(11)，使压力仓(5)内的压力降至0MPa，拆开该下一级成形凹模，取出该下一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯并作为制作其下一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯的上一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯；三、在步骤二六的基础上，继续制作下一级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯，其制作步骤依次重复步骤二一至二六，直至完成N级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯的成形，最后将该N级小半径波纹曲面薄壁金属筒坯内的粘弹塑性材料(10)清除干净，即制成小半径波纹曲面薄壁金属筒零件，其中N的取值范围为3～40；该最终成形的小半径波纹曲面薄壁金属筒零件的壁厚为0.2mm～0.5mm、小半径波纹曲面的内表面半径为0.25mm～1.0mm。