一種用于鈦合金波紋加強(qiáng)筒形零件成形的模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于鈦合金波紋加強(qiáng)筒形零件成形的模具，屬于金屬加工成形技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空航天產(chǎn)品制造領(lǐng)域，考慮到裝載、運(yùn)輸、飛行速率等因素，對(duì)結(jié)構(gòu)件重量提出了極高的要求。鈦合金波紋加強(qiáng)筒形件產(chǎn)品具有耐熱、輕質(zhì)、高強(qiáng)等優(yōu)異的性能，在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，如飛機(jī)起落架、導(dǎo)彈筒體、飛行器進(jìn)氣道等。然而，目前鈦合金波紋板產(chǎn)品較多，而筒形件相對(duì)較少。通常采用波紋板卷焊或超塑成形(SPF)工藝制造:波紋板卷焊工藝在波紋直板成形時(shí)，易產(chǎn)生較大回彈，在卷焊后形成筒徑將小于設(shè)計(jì)尺寸，且波紋圓角處減薄嚴(yán)重常出現(xiàn)斷裂缺陷，此外，受到焊接變形影響，零件圓整度難以保證，焊縫附近將產(chǎn)生一定翹曲變形;SPF工藝在成形精度上有所保證，但長(zhǎng)時(shí)加熱容易引起晶粒的快速長(zhǎng)大，產(chǎn)生材料熱損失，而嚴(yán)格的氣密性要求，使零件成形時(shí)必須有工藝端保障，降低了材料利用率。目前，缺乏一種既能兼顧成形精度，又能有效提高成形效率、改善熱損失的成形方法以及專用的成形模具。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種用于鈦合金波紋加強(qiáng)筒形零件成形的模具，所采取的技術(shù)方案如下:
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于鈦合金波紋加強(qiáng)筒形零件成形的模具。該模具包括內(nèi)模具1、外模具2、沖頭3和加載模具4。其中，內(nèi)模具1設(shè)有導(dǎo)向筒11和底座12，導(dǎo)向筒11垂直固定在底座12上，在導(dǎo)向筒11上沿軸向設(shè)有加載通道13，加載通道13沿導(dǎo)向筒11的徑向均勻分布且沿徑向貫通導(dǎo)向筒11。外模具2內(nèi)壁設(shè)有沿平行于軸向的凹槽，使外模具2的橫截面呈波紋狀，外模具2的內(nèi)壁直徑大于內(nèi)模具1的外壁直徑，當(dāng)外模具2套在內(nèi)模具1后，內(nèi)模具1和外模具2之間形成波紋型腔21。沖頭3為薄板型，厚度不大于加載通道13的厚度，以便于在使用時(shí)將沖頭3置于加載通道13內(nèi)，沖頭3的一面為斜面，所有沖頭3放入加載通道13后在導(dǎo)向筒11內(nèi)壁內(nèi)圍成一個(gè)錐面;加載模具4設(shè)有加載柱41，加載柱41的加載端設(shè)有錐面，加載時(shí)可通過與與沖頭3圍成的錐面作用將沖頭3擠入到波紋型腔21中。
[0005]所述底座12在固定有導(dǎo)向筒11的一側(cè)設(shè)有底部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)14;所述外模具2的一個(gè)端面上設(shè)有圓孔22，底部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)14通過與圓孔22配合固定并定位外模具2。
[0006]優(yōu)選地，所述加載通道13的數(shù)目與外模具2內(nèi)壁上凹槽的數(shù)目相同。
[0007]優(yōu)選地，所述加載柱41的錐面的錐度與沖頭3所圍成的錐面的錐度相同。
[0008]優(yōu)選地，所述沖頭3為直角梯形薄板，直角腰長(zhǎng)度與導(dǎo)向筒11的長(zhǎng)度相同，與模具裝配時(shí)，平行長(zhǎng)邊一側(cè)與內(nèi)模具1的底座12接觸，平行短邊一側(cè)與導(dǎo)向筒11的端面對(duì)齊，斜腰所在的斜面朝向?qū)蛲?1的內(nèi)部。
[0009]優(yōu)選地，所述導(dǎo)向筒11的長(zhǎng)度與加載柱41的長(zhǎng)度相同。
[0010]優(yōu)選地，所述加載柱41，是一個(gè)圓柱和一個(gè)圓臺(tái)形成的組合體，圓柱的一端垂直固定在加載模具4的頂蓋42上，另一端與圓臺(tái)的上底面連為一體，圓臺(tái)的上底面直徑大于下底面直徑，圓臺(tái)的側(cè)面是加載柱41的錐面。
[0011]更優(yōu)選地，所述加載模具4圓臺(tái)的錐度為15°-20°。
[0012]優(yōu)選地，所述底部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)14為垂直于底座12的錐形凸起，數(shù)量為3個(gè)，呈90°排列，在連接時(shí)便于對(duì)準(zhǔn)控制方向。
[0013]本實(shí)用新型獲得有益效果如下:
[0014]本實(shí)用新型的模具將外模具與內(nèi)模具底端導(dǎo)向機(jī)構(gòu)配合，使外模具型腔與導(dǎo)向筒預(yù)留加載通道對(duì)齊，將沖頭放置在導(dǎo)向筒內(nèi)側(cè)，并置入預(yù)留加載通道，通過專用校準(zhǔn)模具為沖頭定位。將模具整體放置在熱成形設(shè)備中，并將加載模具與壓機(jī)上臺(tái)面連接。將其加熱至工藝溫度，下壓加載模具，通過加載模具前端錐面與沖頭錐面配合，將下壓運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖頭對(duì)板材的加載?？赏ㄟ^控制降溫速率，使材料一次熱循環(huán)完成成形與退火兩個(gè)工藝步驟，消除零件殘余應(yīng)力，最終獲得高尺寸精度、高成形效率的波紋加強(qiáng)筒形零件。有助于實(shí)現(xiàn)兼顧成形精度，又能有效提高成形效率、改善熱損失的成形方法。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的內(nèi)模具的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的外模具的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型的沖頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型的加載模具的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為本實(shí)用新型裝配好并加載成型結(jié)束后拔出加載模具的俯視圖。
[0020]圖6為本實(shí)用新型加載時(shí)沿模具軸向中心的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中，1，內(nèi)模具;2，外模具;3，沖頭;4，加載模具；11，導(dǎo)向筒；12，底座；13，加載通道;14，底部導(dǎo)向機(jī)構(gòu);21，波紋型腔;22，圓孔;41，加載柱;42，頂蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型不受實(shí)施例的限制。
[0023]以下實(shí)施方式中所用材料、儀器和方法，未經(jīng)特殊說明，均為本領(lǐng)域常規(guī)材料、儀器和方法，均可通過商業(yè)渠道獲得。
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說明。圖1-4分別為本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案中內(nèi)模具、外模具、沖頭和加載模具的立體結(jié)構(gòu)示意圖。從圖1中可知，本實(shí)用新型的成形模具的內(nèi)模具1，底部為一個(gè)圓盤形的底座12，在底座12—個(gè)底面上垂直固定有一個(gè)導(dǎo)向筒
11。導(dǎo)向筒11沿軸向設(shè)有加載通道13，加載通道13在導(dǎo)向筒11的徑向方向分布均勻，并且各個(gè)加載通道13連通導(dǎo)向筒11的內(nèi)壁和外壁。在底座12上，導(dǎo)向筒11的外側(cè)還設(shè)有三個(gè)與底座12垂直的底部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)14。