3-36 衬套胀形技术

郝爱国 吉 卫 曹海桥

　　衬套属于薄壁抛物线回转体，零件壁厚不均匀且相差很大，衬套零件的最大直径和最小直径之比为1.13，属于材料的胀形变形范围。由于LY12材料在退火状态下的塑性成形性能良好，为了保证零件结构的整体性，选用f 274mm´11mm的管材进行胀形成形。胀形毛坯的优点是毛坯几何尺寸精密，衬套零件的加工余量少，且能够很好地保证材料加工成形过程坯料纤维方向与零件形状的一致性，有利于产品性能的提高。考虑到管坯的壁厚较厚，采用轴向压缩胀形。施加轴向压力不仅使管坯在胀形过程中产生轴向压缩变形，以补偿胀形区材料的不足，有利于材料的塑性变形，还可减少胀形区的变薄量，使胀形区壁厚较为均匀，可显著提高胀形极限变形程度。胀形模具包括胀形凹模、橡胶棒、胀形压头、胀形压头固定板、胀形下模固定板等。胀形凹模由上下两个半模组成，胀形下模通过螺栓固定于胀形下模固定板上，胀形上模套在胀形下模上，胀形压头固定在胀形压头固定板上，橡胶棒置于胀形毛坯内。模具工作时，压头首先与橡胶棒接触，将橡胶棒压缩距离ΔH，产生所需要的胀形预紧力，随后胀形压头的粗径部分与筒坯接触，一方面橡胶继续被压缩而使筒坯径向扩张，另一方面压头的粗径部分对筒坯施加轴向压力，直至筒坯完全贴模。

　　由以上分析可得以下结论：(1) 衬套胀形件轴向压缩胀形成功与否取决于施加的轴向压力F和内压力p的大小及两者的比值，若施加的轴向压力不足或轴向压力与内压力的比值过小，则母线方向的应力s _r可能成为拉应力，若施加的轴向压力过大或轴向压力与内压力的比值过大，胀形过程中筒坯将受压失稳，产生褶皱，因此，控制轴向压力的大小及其与内压力的比值是轴向压缩胀形工艺的关键；(2) 分析胀形件的结构工艺性，合理设计胀形压头的结构是成形的关键；(3) 模具加工的尺寸精度对产品的成形有着重要的影响，而在工作中适时对模具进行有效润滑可提高产品的成形质量和延长模具的使用寿命。采用胀形技术成形的衬套毛坯，属于精密塑性成形锻件，比较原锻造成形工艺具有胀形件表面质量好，加工余量小，生产效率高的特点，不仅为机械加工减少大量加工工时，节约大量原材料，而且由于衬套胀形采用的是冷胀成形，避免了热塑性变形消耗的大量电能。所以采用胀形工艺技术，具有显著的经济效益。