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可展开结构波纹盘成形模具设计及工

艺研究

可展开结构波纹盘成形模具设计及工艺研究

摘要：本文研究了一种可展开结构波纹盘的成形模具设计与工

艺，通过对材料的选择及工艺参数的优化，实现了良好的成形

效果。首先，介绍了波纹盘的概念及应用。其次，对波纹盘的

成形工艺进行了分析，并给出了优化的工艺参数，为后续的成

形工作奠定了基础。接着，介绍了波纹盘的成形模具设计的原

则及方法，基于可展开结构的特点，设计了一种有效的成形模

具。最后，进行了实验验证，结果表明，该成形模具制作工艺

简单、成本低、成形效果优良，为波纹盘的成形提供了一种新

的思路。

关键词：可展开结构、波纹盘、成形模具、工艺优化、成形效

果

1.引言

波纹盘广泛应用于航空、航天、汽车、化工等领域，在吸震、

密封、导流、传动等方面发挥重要作用。为了满足不同领域对

波纹盘的要求，制备出量身定制的波纹盘至关重要。成形模具

设计及成形工艺是波纹盘制备的核心技术之一。本文将对可展

开结构波纹盘的成形模具设计及成形工艺进行深入研究。

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2.可展开结构波纹盘的成形工艺分析

可展开结构波纹盘的成形工艺过程一般分为以下几步：放料、

预成型、补料、成形、卸料、清理等。在成形工艺过程中，需

要考虑的因素有：材料的选择、成形温度、压力等。

2.1材料选择

材料的选择是影响波纹盘成形的重要因素之一。波纹盘材料应

具备良好的弹性、塑性、韧性和耐腐蚀性能。在材料选择时应

综合考虑使用条件、耐腐蚀性、机械性能、热膨胀系数等因素。

常用的材料有不锈钢、铝合金等。

2.2成形温度

成形温度对波纹盘成形的影响很大。温度过高容易导致材料的

过度热软化，从而影响成形精度；温度过低则会使材料难以塑

性变形，导致成形不良。因此，成形温度的选择应综合考虑材

料的热膨胀系数和塑性变形能力。

2.3压力

压力是波纹盘成形过程中的重要因素。压力大小对成形形态、

成形过程中的内应力等参数均有影响。过大的压力易于产生过

度变形，使得成形精度下降；过小的压力难以达到预期的成形

形态。

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3.可展开结构波纹盘的成形模具设计

3.1设计原则

在进行可展开结构波纹盘的成形模具设计时，应遵循以下几个

设计原则：

（1）成型过程中应尽量避免材料的扭曲和变形；

（2）成型模具应具有一定的顶出力，从而保持良好的成形精

度；

（3）成型模具应能够轻松地揭开成形后的波纹盘。

3.2模具结构设计

基于可展开结构的特点，设计了一种有效的成形模具。成形模

具主要由上模具、下模具、成形环以及活塞等部分组成。其中，

上模具和下模具通过螺纹连接，便于进行拆卸和维护；成形环

的内径与波纹盘的外径相适应；活塞负责施加压力，实现模具

的开合。模具结构如图1所示。

图1可展开结构波纹盘成形模具结构示意图

4.实验验证及分析

为验证可展开结构波纹盘成形模具的设计及工艺参数的合理性，

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进行了实验研究。实验采用不锈钢材料，成形过程中，成形温

度为50℃，成形压力为20MPa。实验结果表明，该成形模具制