活塊組合式熱成形翻邊模具及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種活塊組合式熱成形翻邊模具及使用方法，它包括下模體、上模體、楔塊、定位壓塊、刻線銷及唇口活動限位塊模具以進(jìn)氣道外型面作為基準(zhǔn)。針對帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)的鋁合金薄壁進(jìn)氣道采用熱成形技術(shù)完成翻邊成形和熱校形，通過模具中的活動限位塊對進(jìn)氣道實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，解決了進(jìn)氣道唇口難翻邊的問題；成形后取下活動限位塊即可取出零件，解決了進(jìn)氣道翻邊后難脫模的問題。適用于帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)鋁合金等材料進(jìn)氣道的精密成形，屬于精密鈑金加工領(lǐng)域。
【專利說明】活塊組合式熱成形翻邊模具及使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組合式熱成形翻邊模具，尤其涉及一種復(fù)雜形狀鋁合金薄壁進(jìn)氣道的活塊組合式熱成形翻邊模具。適用于航空航天用鋁合金等材料帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)進(jìn)氣道的精密成形，屬于精密鈑金加工領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，航空器進(jìn)氣道的制造已向輕量化、異型化和整體化方向發(fā)展，某些型號進(jìn)氣道的結(jié)構(gòu)已設(shè)計(jì)成金屬薄壁異型曲面空心封閉結(jié)構(gòu)。對于該類異型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，采用整體超塑成形技術(shù)已取得較理想的效果，可保證異型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的一次成形、曲面光滑過渡。但針對帶有復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道僅采用整體超塑成形技術(shù)，并不能成形出完整的翻邊結(jié)構(gòu)，且零件脫模困難。如何既能成形出合格的整體化帶翻邊的進(jìn)氣道又能使成形后的進(jìn)氣道容易脫模是解決這一類帶有復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)進(jìn)氣道成形的關(guān)鍵。而現(xiàn)有的組合式冷卻凹?；顒訅|板熱成形模具，需要使用冷卻構(gòu)件才能完成熱沖壓件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件多，操作使用過程繁瑣，且對于帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道仍不能有效處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明公開了一種活塊組合式熱成形翻邊模具，旨在針對帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道翻邊處成形難、脫模難的不足，在航空器進(jìn)氣道采用整體超塑成形得到基本形狀的預(yù)制坯料基礎(chǔ)上，采用活塊組合式熱成形模具來完成翻邊及熱校形，用以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣道翻邊處成形和進(jìn)氣道整體校形，并通過調(diào)節(jié)模具中的活塊裝置，解決帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)進(jìn)氣道脫模難的問題。
[0004]該活塊組合式熱成形翻邊模具的型腔和型芯以進(jìn)氣道外型面作為基準(zhǔn)，主要包括上模體和帶唇口活動限位塊的下模體。
[0005]該活塊組合式熱成形翻邊模具，包括下模體(I)、上模體(7)、楔塊(3)、定位壓塊
(4)、刻線銷(8)，還包括唇口活動限位塊(2);
[0006]下模體和上模體是以進(jìn)氣道頭部唇口型面和進(jìn)氣道中后部變截面彎筒外型面最大輪廓線作為分型面得來；其中，上模體型芯為進(jìn)氣道頭部唇口型面，下模體一端型腔為進(jìn)氣道后部變截面彎筒外型面；上模體與下模體吻合，上模體與下模體對正合模；
[0007]定位壓塊與下模體的另一端吻合裝配；
[0008]唇口活動限位塊的參與翻邊的型面呈進(jìn)氣道頭部唇口翻邊曲率半徑最小型面形狀，唇口活動限位塊通過壓緊用緊固件(5)和拉緊用緊固件￠)，緊固安裝在下模體中部；
[0009]楔塊裝入唇口活動限位塊與定位壓塊間的間隙中；保證三者間緊密貼合，從而使楔塊起到能將唇口活動限位塊橫向壓緊在下模體上的作用；
[0010]刻線銷安裝在上模體的型芯型面的對稱中心位置。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，
[0012]所述上模體與下模體對正合模；是通過上模體上兩側(cè)的定位凸臺與下模體上兩側(cè)的定位凹槽相吻合來實(shí)現(xiàn)。
[0013]下模體中部設(shè)有定位立面和定位滑軌用來配裝唇口活動限位塊，并利用壓緊用緊固件(5)和拉緊用緊固件(6)將唇口活動限位塊緊固安裝在下模體上；
[0014]定位壓塊通過其上的楔形凹槽與下模體上的楔形定位凸臺吻合,實(shí)現(xiàn)定位壓塊與下模體的配裝；
[0015]所述的壓緊用緊固件(5)、拉緊用緊固件￠)，可采用螺栓及螺母。
[0016]該熱成形翻邊模具使用方法為:
[0017]I)在室溫狀態(tài)下，將上模體與下模體以下模體唇口斜面為基準(zhǔn)配裝后，整體放置在熱成形機(jī)的下平臺上，再將上模體、下模體分別緊固在熱成形機(jī)的上、下平臺上；
[0018]2)開模后，將已采用超塑成形技術(shù)成形的預(yù)制坯料放入下模體(I)中，將唇口活動限位塊配裝在下模體上；
[0019]3)調(diào)整壓緊用緊固件(5)、拉緊用緊固件￠)，使唇口活動限位塊能緊壓預(yù)制坯料；
[0020]4)將定位壓塊(4)配裝在下模體上，再將楔塊(3)裝入定位壓塊(4)與唇口活動限位塊(2)之間的間隙中，并保證三者緊密貼合；
[0021]5)加熱模具到熱成形溫度時(shí)，使上模體(7)緩慢下壓至坯料唇口處使預(yù)制坯料緊貼下模體完成翻邊，保溫保壓一定時(shí)間完成進(jìn)氣道整體校形；
[0022]6)打開上模體和下模體，從下模體上拆下楔塊、定位壓塊、壓緊用緊固件(5)和拉緊用緊固件出)，并沿模具軸向方向拉出唇口活動限位塊，取出成形后的工件。
[0023]本發(fā)明的有益效果:
[0024]本活塊組合式熱成形翻邊模具通過唇口活動限位塊、定位壓塊與下模體共同夾緊進(jìn)氣道后，利用上模對進(jìn)氣道唇口部位施加壓力，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣道復(fù)雜翻邊的成形并實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣道整體校形。針對進(jìn)氣道裝模與脫模、定位與夾緊等困難，該模具采用了與傳統(tǒng)的整體式熱校形模具不同的活塊組合式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確定位、有力夾緊、平穩(wěn)翻邊、易于脫模等功能，零件內(nèi)外型面平滑過渡、表面質(zhì)量高，可以保證零件的尺寸精度，使帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道整體化加工成為可能，減少了進(jìn)氣道的焊道數(shù)量，提高了進(jìn)氣道的強(qiáng)度，極大地縮短了零件的制造周期。
[0025]針對帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)的鋁合金薄壁進(jìn)氣道采用熱成形技術(shù)完成翻邊成形和熱校形，通過模具中的活動限位塊對進(jìn)氣道實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，解決了進(jìn)氣道唇口難翻邊的問題；成形后取下活動限位塊即可取出零件，解決了進(jìn)氣道翻邊后難脫模的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明下模體與唇口活動限位塊組裝后整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0027]圖2為本發(fā)明下模體結(jié)構(gòu)示意圖
[0028]圖3為本發(fā)明唇口活動限位塊形狀示意圖
[0029]a)唇口活動限位塊的a面
[0030]b)唇口活動限位塊的b面
[0031]圖4為本發(fā)明定位壓塊形狀示意圖
[0032]圖5為本發(fā)明上模結(jié)構(gòu)示意圖
[0033]圖6為熱成形模具下模及進(jìn)氣道在模腔中的示意圖
[0034]圖7為本發(fā)明上、下模合模后工作示意圖
[0035]圖8為帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道主視圖
[0036]圖9為帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道側(cè)視圖
[0037]圖10為帶復(fù)雜翻邊結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道俯視圖
[0038]圖中標(biāo)記分別表不:1—下模體，2—唇口活動限位塊，3—楔塊,4一定位壓塊，5—壓緊用螺栓、螺母，6—拉緊用螺栓、螺母，7—上模體，8—亥Ij線銷，9一楔形定位凸臺，10—定位凹槽，11—定位立面，12—唇口斜面，13—定位滑軌,14一定位臺，15—定位凸臺，16—進(jìn)氣道，17—立面

【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0040]實(shí)施例1
[0041]活塊組合式熱成形翻邊模具，總分為上模和帶活動限位塊的下模。
[0042]主要包括下模體1、唇口活動限位塊2、楔塊3、定位壓塊4、壓緊用緊固件5、拉緊用緊固件6、上模體7、安裝在上模體上的刻線銷8。
[0043]如圖1所示，下模由下模體1、唇口活動限位塊2、楔塊3、定位壓塊4、壓緊用緊固件5、拉緊用緊固件6共同組成。唇口活動限位塊2配裝在下模體I上后可以與下模體形成完整的進(jìn)氣道唇口型面，作為進(jìn)氣道翻邊時(shí)與上模體型芯型面對應(yīng)的翻邊基準(zhǔn)面，保證翻邊尺寸。唇口活動限位塊2的內(nèi)表面與下模體的型腔面共同貼緊進(jìn)氣道坯料的外形面，防止翻邊時(shí)進(jìn)氣道坯料在下模腔內(nèi)發(fā)生沿模具軸向方向斜后方的位移。
[0044]如圖2所示，下模體I的型腔面由進(jìn)氣道頭部唇口斜面的外形面及進(jìn)氣道后部筒形外形面組成，并有一定位臺14。在將預(yù)制坯料裝入下模體中時(shí)，預(yù)制坯料上預(yù)先成形出的立面要與定位臺的立面貼合，防止坯料在模腔里發(fā)生沿模具軸向方向斜上方的位移。下模體上的定位立面11的b面，定位滑軌13共同完成對唇口活動限位塊的限位作用。
[0045]如圖3所示，唇口活動限位塊在下模體上安裝到位時(shí)，a面要與下模體的定位立面11貼合，b面要與下模體上的b面貼合。
[0046]如圖4所示，定位壓塊4與下模體裝配后，其上的c面應(yīng)貼緊進(jìn)氣道坯料的外形面。
[0047]如圖5所示，安裝在上模體上的刻線銷8位于型芯型面的對稱中心線上，當(dāng)上、下模合模使進(jìn)氣道坯料翻邊到位時(shí)可以同時(shí)在進(jìn)氣道唇口的上表面刻出進(jìn)氣道翻邊形狀的中心線，作為進(jìn)氣道后續(xù)加工的基準(zhǔn)。
[0048]下模體和上模體以進(jìn)氣道頭部唇口型面和進(jìn)氣道中后部變截面彎筒外形最大輪廓線作為分型面得來。
[0049]唇口活動限位塊2安裝在下模體I上，刻線銷8安裝在上模體7上；上模體上的兩道定位凸臺15與下模體上的兩處定位凹槽10同時(shí)吻合后，實(shí)現(xiàn)上模與下模的對正合模；下模體I上有兩處定位立面和定位滑軌用來配裝唇口活動限位塊2，并利用壓緊用螺栓及螺母5、拉緊用螺栓及螺母6將唇口活動限位塊緊固在下模體上；定位壓塊4通過其上的兩處楔形凹槽與下模體上的楔形定位凸臺吻合實(shí)現(xiàn)定位壓塊與下模體的配裝；楔塊3最后裝入唇口活動限位塊與定位壓塊間的空隙中，保證三者間緊密貼合從而使楔塊起到能將唇口活動限位塊橫向壓緊在下模體上的作用。
[0050]如圖7所示，活塊組合式熱成形翻邊模具的使用方法如下:
[0051]I)將上模體的兩處定位凸臺和下模體的定位凹槽同時(shí)吻合使上、下模合模對正后，模具整體放在熱成形機(jī)的下工作平臺上，利用機(jī)床自備壓板分別將下模體、上模體固定在下工作平臺和上工作平臺上；
[0052]2)開模后，在已采用整體超塑成形技術(shù)成形出的彎筒坯料上均勻涂潤滑涂料石墨水劑并晾干，常溫下將彎筒坯料放入下模體型腔內(nèi)，以唇口活動限位塊2上的定位凸臺定位配裝在下模體上；再依次安裝定位壓塊、楔塊在下模體上；
[0053]3)并利用壓緊用螺栓、螺母和拉緊用螺栓、螺母使唇口活動限位塊的a面、b面分別與下模體上的定位立面、b面貼緊從而夾緊坯料；
[0054]4)再利用下模體上的楔形定位凸臺定位將定位壓塊4配裝在下模體上，再將楔塊3裝入定位壓塊4與唇口活動限位塊2之間的間隙中，并保證三者緊密貼合；
[0055]5)熱成形機(jī)啟動升溫，待機(jī)床達(dá)到工作溫度時(shí)，使上、下模緩慢合模完成翻邊成形并保溫保壓一定時(shí)間完成進(jìn)氣道整體校形；
[0056]6)打開上模體和下模體，觀察成形效果，從下模體上依次拆下楔塊、定位壓塊、壓緊用螺栓、螺母和拉緊用螺栓、螺母，并沿模具軸向方向拉出唇口活動限位塊，取出成形后的工件。
[0057]根據(jù)圖8?10中零件最終尺寸對成形后的零件劃線，采用砂輪切割或線切割方式去除余量，打磨邊緣，去除毛刺，獲得圖8-10所示的最終零件。
[0058]如圖8?10所示，模具和預(yù)制坯料在達(dá)到工作溫度時(shí)，上模的型芯隨機(jī)床上平臺的下降緩慢接觸開口朝上的已固定在下模中的進(jìn)氣道預(yù)制坯料，隨著上模的繼續(xù)下移利用上模的型芯型面將坯料開口部位的料向外翻展，逐漸與下模貼合，當(dāng)上、下模合模后保溫一定時(shí)間并加大壓力。開模后可以看到坯料唇口已與下模完全貼合，但無法取出成形后的工件。再將機(jī)床下平臺及下模移出，取下拉緊緊固件和壓緊緊固件、楔塊、定位壓塊，拉出唇口活動限位塊，便可取出工件。
[0059]從本實(shí)施例來看，使用本發(fā)明的模具并采用本發(fā)明提出的方法，實(shí)際使用效果是坯料裝模和脫模方便，通過唇口活動限位塊和下模體上的定位臺的位置可以保證坯料翻邊時(shí)不會發(fā)生位移并確定了坯料的翻邊位置，唇口活動限位塊的內(nèi)型面與下模體的型腔面及定位壓塊的c面共同實(shí)現(xiàn)對坯料的前后夾緊，經(jīng)過對成形后的進(jìn)氣道的型面測量，與理論型面的誤差不大于0.5mm，達(dá)到了預(yù)期目的。
[0060]以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非因此局限本發(fā)明的專利范圍，故凡是運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種活塊組合式熱成形翻邊模具，包括下模體、上模體、楔塊、定位壓塊、刻線銷，其特征在于，還包括唇口活動限位塊； 下模體和上模體是以進(jìn)氣道頭部唇口型面和進(jìn)氣道中后部變截面彎筒外型面最大輪廓線作為分型面得來；其中，上模體型芯為進(jìn)氣道頭部唇口型面，下模體一端型腔為進(jìn)氣道后部變截面彎筒外型面；上模體與下模體對正合模； 定位壓塊與下模體的另一端吻合裝配； 唇口活動限位塊的參與翻邊的型面呈進(jìn)氣道頭部唇口翻邊曲率半徑最小型面形狀；唇口活動限位塊通過壓緊用緊固件和拉緊用緊固件，緊固安裝在下模體中部； 楔塊裝入唇口活動限位塊與定位壓塊間的間隙中； 刻線銷安裝在上模體的型芯型面的對稱中心位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述活塊組合式熱成形翻邊模具，其特征在于，所述上模體與下模體對正合模是通過上模體上兩側(cè)的定位凸臺與下模體上兩側(cè)的定位凹槽相吻合來實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述活塊組合式熱成形翻邊模具，其特征在于，下模體中部設(shè)有定位立面和定位滑軌用來配裝唇口活動限位塊，并利用壓緊用緊固件和拉緊用緊固件將唇口活動限位塊緊固安裝在下模體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述活塊組合式熱成形翻邊模具，其特征在于，定位壓塊通過其上的楔形凹槽與下模體上的楔形定位凸臺吻合，實(shí)現(xiàn)定位壓塊與下模體的配裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述活塊組合式熱成形翻邊模具，其特征在于，所述的壓緊用緊固件和拉緊用緊固件，采用螺栓及螺母。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5所述活塊組合式熱成形翻邊模具的使用方法，包括: 1)將上模體與下模體以下模體唇口斜面為基準(zhǔn)配裝后，整體放置在熱成形機(jī)的下平臺上，再將上模體、下模體分別緊固在熱成形機(jī)的上、下平臺上； 2)開模后，將已采用超塑成形技術(shù)成形的預(yù)制坯料放入下模體中，將唇口活動限位塊配裝在下模體上； 3)調(diào)整壓緊用緊固件和拉緊用緊固件，使唇口活動限位塊能緊壓預(yù)制坯料； 4)將定位壓塊配裝在下模體上，再將楔塊裝入定位壓塊與唇口活動限位塊之間的間隙中，并保證三者緊密貼合； 5)加熱模具到熱成形溫度時(shí)，使上模體緩慢下壓至坯料唇口處使預(yù)制坯料緊貼下模體完成翻邊，保溫保壓一定時(shí)間完成進(jìn)氣道整體校形； 6)打開上模體和下模體，從下模體上拆下楔塊、定位壓塊、壓緊用緊固件和拉緊用緊固件，并沿模具軸向方向拉出唇口活動限位塊，取出成形后的工件。
【文檔編號】B21D37/10GK104289602SQ201410512871
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】劉萍, 李保永, 王猛團(tuán), 賈建國, 胡寶林, 步賢政 申請人:北京航星機(jī)器制造有限公司