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1、螺螺 旋旋 叶叶 片片 冷冷 压压 成成 形形 法法作者： 吕保华摘要：冷压法生产螺旋叶片的方法完全能够满足螺旋输送机的要求，是一种高效率、 高质量、低成本、快速的叶片生产方法。关键词：螺旋叶片 冷压成形 展开图 模具设计螺旋叶片输送机目前在电厂、矿山、水泥、化工、等行业的物料输送中广 泛应用，其核心部件螺旋叶片的加工难度较大，对产品的性能和成本影响也最 大。目前螺旋叶片的生产方法常用的有三种，第一是用专用的轧制机，坯料为 板条，适合大批量生产，但对设备和式艺要求高；第二种是冷拉成形，坯料与 本文中的一样，但效率低，叶片质量差。第三种热轧成形，其工艺复杂，劳动 强度大。 我们公司做为专业的电厂
2、输送设备厂家，经过总结和试验找到了一种高效、 简单、能生产出高质量螺旋叶片的新工艺冷压成形。 1、冲压原理 冷压成形的原理是使展开板料在模具的控制下沿轴向产生拉伸塑性变形、 沿径向尺寸缩小变形，这有效的保证了叶片的精度和成形工艺的顺利完成，2、螺旋叶片的下料尺寸图 1 一个螺距的螺旋外形及沿外形展开图 2 螺旋叶片下料图如图 1 做直角三角形 ABC，其中 AB 等于螺旋节的导程 S,BC 等于 D,BD 等于 d,斜边 b,a 分别为螺旋内外缘线的实长。 a2= (D)2+S2 a-螺旋外缘展开长, D-螺旋外圆直径 b2=(d)2+H2 b-螺旋内缘展开长 d-螺旋内圆直 径 c=(D-d
3、)/2 c-螺旋节宽度 =(2R-a) 3600/( 2R) 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
4、：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
5、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 510s，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 在一起焊接组成，不同的直径的管之间可以留 2cm 左右的间距，但要注意每件 钢管的节距不同（最终成形后达到 E 的要求） ，用钢管焊接后的模具基本不影 响工件质量。 4、结论 用该模具冷压大螺距螺旋叶片，设备投入小，适全不同批量的生产，不受 时间和声场地的限制，优点很多： 1）生产效率比拉制工艺提高很多，工件精度得到了保证； 2）改善了工作环境，降低了劳动强度低； 3）螺旋叶片成形质量稳定，外观质量好； 4）降低能耗，节约成本； 5）对于螺旋叶片薄板料适合采取此法通过我们实践，冷压法生产螺旋叶片的方法完全能够满足螺旋输送机的要 求，是一种高效率、低成本、快速的叶片生产方法。参考文献： 1 王孝培 冲压手册 机械工业出版社 2009-1-13 2 成大先 机械设计手册(第五版) 化学工业出版社 2010-1-1
