关键词：不锈钢；流线型面；导气锥；成形工艺；焊接
一、前言
导气锥是某型发动机的重要零件。原导气锥 (见图1)由一半球头冲压件与一直管件焊接而成，工艺简单，加工方便，但是，工作型面存在突变，致使通过气体的流场损失大，严重影响发动机的使用性能。解 决这一问题的根本途径是，采用具有符合气体流动规律的流线型面导气锥(见图2)，然而，工艺复杂，制造困难。在专项工艺研究的基础上，终于研制成功流线型 面导气锥，它不但完全满足设计和使用要求，而且，重量降低0.5kg以上。目前，该项技术已通过部级科技成果鉴定，并已被应用于实际生产，取得了良好的技 术经济和社会效益。
图1原导气锥结构图
图2流线型面导气锥结构图
导 气锥类似于直角弯头，大小端口内径之比约为3.5，两个端口附近柱面以外的部分，以符合气体流动规律的流线型面光顺过渡而成。零件图纸还规定了过渡型面的 形状、尺寸及公差(具体要求省略)，结构不对称。端口内径的尺寸及公差分别为φ221±0.5和φ63±0.2，尺寸精度要求较高。零件材质为 1Cr18Ni9Ti，厚度为2mm，壁厚不允许小于1.5mm，要求经受气密和耐压检验。
显然，直接成形 这样一种型面复杂、结构不对称、尺寸精度要求高和有最小壁厚限制的整体导气锥是十分困难的，即使不考虑零件材料的流动和变薄极限，也将面临材料的严重起皱 和破裂等非常棘手的问题。因此，导气锥的工艺问题首先是，在方便成形和后续加工并确保流线型面的前提下。如何将其一分为二，分别成形和加工，其次是如何消 除和改善其在成形过程中的起皱、变薄和破裂等现象，再次是如何保证其最终的形状结构和尺寸精度。
三、工艺方案
成 形导气锥的方案是拉延→翻边→焊接。工艺方案的关键首先是焊缝位置和形状的选择，如果选择科学，便可以降低成形难度，简化成形工序和工装，方便焊口加工， 减少焊接变形，使焊缝最短以减少焊缝对导气锥有关性能的不利影响。经过试制和优化，将焊缝确定在距小端口面4mm处、与水平面成76°夹角的小端口圆柱面 的斜剖面上，焊缝为一平面椭圆。现将位于焊缝左右的部分分别称做弯头和接头，接头是一带斜端面的直管件，不需要成形。其次是弯头的成形，成形弯头采用三次 拉延→翻边的工艺方案。这里的多次拉延与通常的多次拉延不同，主要特点是每一次拉延使用同一个凹模，每一次拉延都有其侧重点。一次拉延重点解决底部悬空起 皱，兼顾防止底部圆角处破裂，以成形弯头的大部分深度和底部轮廓；二次拉延主要解决凸缘起皱，兼顾防止底部圆角处破裂，成形弯头的整个深度；三次拉延着重 解决底部圆角处变薄和破裂，使底部基本上实现流线型面，底部圆角半径到位。至此，弯头为下一步翻边工序做好了结构尺寸上的准备。预制翻边孔时，应使孔的中 心下移，确保材料能够延伸到圆角半径r15以外的小端口圆柱型面上。
导气锥的成形工艺流程为：下料→三次拉延→预制翻边孔→翻边→铣切弯头边部→铣切接头→焊接→修整打磨→检验。
四、模具结构
导气锥的拉延和翻边模具结构分别见图3和图4，拉延和翻边下模结构尺寸完全相同，实际只使用同一个下模，在不同成形阶段，只需更换相应的上模。
图3拉延模具结构图
1.上模板2.导套3.压料板4.凹模5.导柱6.下模板
7.成形模8.垫板9.压套10.弹簧11.螺杆12.凸模
图4翻边模具结构图
1.上模板2.固定模板3.导套4.导柱5.凹模6.冲头7.下模板
8.垫板9.成形模10.压料块11.压套12.弹簧13.螺杆14.楔块
在拉延时，压料板3在弹簧10的作用下，依次压紧毛坯、凹模4和成形模7，之后凸模12向下滑动，使毛坯成形，成形模起校形作用，凸模下滑到位后抬起，此时，压料板作卸料用。二、三次拉延时，在更换凸模之后，重复上述过程。
在 翻边时，压料块10在弹簧12作用下，紧压翻边件，楔块14开始下移，冲头6通过楔面获得翻边力，楔块下滑到位后，翻边动作结束。楔块和压料块依次抬起， 顶料杆同时顶起凹模5和成形模9，成形模左右分开，拿掉冲头，取出零件。再次翻边时，合紧后的成形模随下移的顶料杆进入到压套11内，凹模与压套借助定位 销定位，将翻边件和冲头依次放入成形模和翻边件内，重复前述动作和过程。
