等于πd,斜边b,a分别为螺旋内外缘线的实长。
a2= (πD)2+S2 a-螺旋外缘展开长, D-螺旋外圆直径 b2=(πd)2+H2 b-螺旋内缘展开长 d-螺旋内圆直径 c=(D-d)/2 c-螺旋节宽度
α=(2πR-a) ×3600/( 2πR)
为了使保证叶片外观及尺寸精度,如果用火焰切割下料,在割完内外圆后应先在车床上加工R及r,然后割缺口。实际下料过程中,根据我们的经验,建议应在缺口的4个尖角外去角,有利于成形。下料尺寸如图2.
3、模具设计
如前所述,螺旋叶片冷压成形工艺的关键是模具设计,模具结构不但要满足最终成形工件的精度要求,而且要使展开料能顺利滑入模具型腔,确保展开料轴向拉长、径向缩小变形过程的顺利进行,不致于发生卡死和折弯现象,这是确保工件最终成形的前提,也是模具设计的关键。
图3是我们生产实践确定的模具结构,其结构特点和工作原理如下:
图3 模具结构图
上下模分别用四个螺栓固定在油压机的上工作台和下工作台上,其中上工作台上下动作来实现叶片成形,上模中间为空心,下模中间为芯轴。工作是展开料放在下模上,油压机向下移动,首先接触到展开料切口的左缘,继续下行,迫使展开料从切口边缘开始向下产生轴向拉长,内外径缩小变形,并逐渐进入上下模工作腔,下下模合模完成最终成形。
此模具和他的资料上的冷压模相比,有如下几个优点:
1)下模没有外套,出料方便。下模外套是为了约束展开料,但此工作在成形过程中由于应力的作用会向内收缩,而中间有芯棒约束,不会产生偏移,实践也证明了这一点;
2)在制件模具时内圆的节距比外圆的节距大2E,这是因为工作在成形过程中既有塑性变形也有弹性变形,而且内圆的弹性变形大于内圆,理论计算的内外弹性变形量大既是叶片直径的4%左右(材料为Q235A),实际生产中由于摩擦力等因素内外节距之差设计为6%比较合理。即E=0.6*D。
3)上下模合模后应该保压5-10s,从而减小弹性变形量防止焊后应力过大,导致使用一段时间后螺旋叶片轴变形。
4)该模具可不一定要用整体材料加工,上下模可以有不同直径的无缝管套
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