一種帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加工裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)不斷更新?lián)Q代，新型發(fā)動(dòng)機(jī)不斷涌現(xiàn)，新結(jié)構(gòu)的零件不斷出現(xiàn)，為降低發(fā)動(dòng)機(jī)的整體重量，新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)大量使用鈦合金材料，而薄板鈦合金成型零件因其成本低應(yīng)用的更為廣泛。新結(jié)構(gòu)的鈦合金成型件一般成型方法難以成型，傳統(tǒng)的冷或熱成形加工均不能滿足零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)大量使用鈦合金材料，而薄板鈦合金成型零件因其成本低應(yīng)用的更為廣泛。帶負(fù)角結(jié)構(gòu)零件的超塑成形的主要技術(shù)難點(diǎn)是工裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，而且其結(jié)構(gòu)尺寸精度取決工裝結(jié)構(gòu)及尺寸。本發(fā)明針對(duì)零件結(jié)構(gòu)存在負(fù)角，一般成型方法難以成型，傳統(tǒng)的冷或熱成形加工均不能滿足零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
[0003]帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件如圖1所示。傳統(tǒng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的功能件是在篦齒密封座上鍛件機(jī)械系加工而成。此類零件的傳統(tǒng)加工工藝是采用鍛件毛料經(jīng)過(guò)車加工而成。傳統(tǒng)加工工藝的缺點(diǎn)是需要鍛件廠商設(shè)計(jì)鍛造模具，通過(guò)等溫鍛造方能制造出符合要求的鈦合金鍛件毛料。鍛件經(jīng)車加工后達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙的具體要求，但材料的利用率極低，約為6%左右，產(chǎn)品的成本極高。同時(shí)，傳統(tǒng)加工工藝所需要的制造周期較長(zhǎng)，從毛料制造到加工出成品的時(shí)間約為4個(gè)月。采用鈑金成型焊接結(jié)構(gòu)可有效地解決加工成本高和加工周期長(zhǎng)的問(wèn)題。具體是采用耦合模具成型的方法加工出帶余量的毛坯，然后通過(guò)機(jī)械加工等方法按設(shè)計(jì)圖紙加工出符合設(shè)計(jì)圖紙要求的零件，有效地降低了產(chǎn)品的加工成本，提高了產(chǎn)品的加工效率。但是耦合模具成型的方法只能實(shí)現(xiàn)凸凹模的上下運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)接R處型面無(wú)法成型。
[0004]人們迫切希望獲得一種技術(shù)效果優(yōu)良的帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果優(yōu)良的帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備。用于帶負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的成型，解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈑金類帶負(fù)角的鈦合金零件的成型問(wèn)題。
[0006]所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備構(gòu)成如下:下模版1、上模版2、凸模3、凹模4、拆卸環(huán)5、限位板6、轉(zhuǎn)接嘴7和通氣管12 ;所述上模版2連接于凸模3上側(cè)，凸模3內(nèi)設(shè)置有通氣路，通氣路的一端通過(guò)轉(zhuǎn)接嘴7與通氣管12相連接，通氣路的另一端與凹模4相通，凸模3與凹模4相連接，拆卸環(huán)5位于凹模4內(nèi)轉(zhuǎn)接R處型面處，凸模3下端設(shè)置有壓邊圈，所述壓邊圈位于拆卸環(huán)5的外側(cè)，環(huán)形0.5mm的壓邊圈的作用一個(gè)是在零件上形成壓槽，實(shí)現(xiàn)模具內(nèi)部的密封，另外改善拉成型過(guò)程中金屬的流動(dòng)，提高零件成型的表面質(zhì)量。限位板6連接于凸模3和凹模4 一端，下模版1連接于凹模4下側(cè)。
[0007]所述凸模3和凹模4通過(guò)銷子8相連。所述限位板6通過(guò)螺釘9與凸模3和凹模4相連。下模版1的兩端分別設(shè)置有螺釘9。上模版2的一端設(shè)置有螺釘9。
[0008]所述拆卸環(huán)5和凹模4通過(guò)錐面相連。保證工裝及零件同心。
[0009]負(fù)角截面轉(zhuǎn)接半徑由四分之一圓角處一分為二，四分之一圓周在凹模4成形，負(fù)角轉(zhuǎn)接處在拆卸環(huán)5上成形。
[0010]所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備采用凸模3上部進(jìn)氣，以凸模3、拆卸環(huán)5、轉(zhuǎn)接嘴7和通氣管12形成通氣路，凸模3與轉(zhuǎn)接嘴7采用螺紋連接后氬弧焊接結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)氣路的密封，密封主要靠凸模上的壓延筋與毛料及凹模之間的壓力，使毛料與凸模壓延邊完全貼合，形成密封腔體，確保成型過(guò)程中的實(shí)際壓力。
[0011]所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工工藝成型過(guò)程:將模具連接好后，將除拆卸環(huán)5以外的所有零件裝到超塑成型裝備中進(jìn)行預(yù)熱，事先將零件及拆卸環(huán)5涂止焊劑，防止熱成型過(guò)程中零件與模具粘連，當(dāng)模具達(dá)到工藝溫度后將拆卸環(huán)5放入模具中，利用拆卸環(huán)5錐面和凹模錐面的自動(dòng)定心保證拆卸環(huán)5與模具同心，負(fù)角截面轉(zhuǎn)接半徑由四分之一圓角處自然一分為二，四分之一圓周在凹模部分成形，負(fù)角轉(zhuǎn)接處在拆卸環(huán)上成形，加熱一段時(shí)間后，將毛料放入模具中，按預(yù)設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)進(jìn)行加壓、保溫、保壓等工藝過(guò)程，由于零件負(fù)角截面的設(shè)計(jì)完成后取出零件和模具拆卸環(huán)5的組合體，通過(guò)后續(xù)車加工將零件與拆卸環(huán)分離，從而可實(shí)現(xiàn)拆卸環(huán)的循環(huán)使用，降低生產(chǎn)成本。
[0012]所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備，根據(jù)帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在外徑側(cè)有內(nèi)鉤式轉(zhuǎn)接R，材料為鈦合金材料，利用惰性氣體的氣壓，使得在超塑性狀態(tài)的毛料鋪滿到帶負(fù)角的模具上實(shí)現(xiàn)零件成形，將模具工藝環(huán)隨零件周轉(zhuǎn)，再采用車或者激光等其他加工方法，車加工掉多余材料及工裝工藝件，滿足零件的設(shè)計(jì)要求。
[0013]所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備，解決了帶負(fù)角結(jié)構(gòu)的零件的成形寸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)止動(dòng)環(huán)零件高質(zhì)量、高效率、低成本的研目的，為此類零件的加工提供了一種實(shí)用的新型裝備結(jié)構(gòu)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0015]圖1為帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件示意圖；
[0016]圖2為圖1中A-A處剖視圖；
[0017]圖3為帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為圖3中I處剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備構(gòu)成如下:下模版1、上模版2、凸模3、凹模4、拆卸環(huán)5、限位板6、轉(zhuǎn)接嘴7和通氣管12 ;所述上模版2連接于凸模3上側(cè)，凸模3內(nèi)設(shè)置有通氣路，通氣路的一端通過(guò)轉(zhuǎn)接嘴7與通氣管12相連接，通氣路的另一端與凹模4相通，凸模3與凹模4相連接，拆卸環(huán)5位于凹模4內(nèi)轉(zhuǎn)接R處型面處，凸模3下端設(shè)置有壓邊圈，所述壓邊圈位于拆卸環(huán)5的外側(cè)，環(huán)形0.5mm的壓邊圈的作用一個(gè)是在零件上形成壓槽，實(shí)現(xiàn)模具內(nèi)部的密封，另外改善拉成型過(guò)程中金屬的流動(dòng)，提高零件成型的表面質(zhì)量。限位板6連接于凸模3和凹模4 一端，下模版1連接于凹模4下側(cè)。
[0021]所述凸模3和凹模4通過(guò)銷子8相連。所述限位板6通過(guò)螺釘9與凸模3和凹模4相連。下模版1的兩端分別設(shè)置有螺釘9。上模版2的一端設(shè)置有螺釘9。
[0022]所述拆卸環(huán)5和凹模4通過(guò)錐面相連。保證工裝及零件同心。
[0023]負(fù)角截面轉(zhuǎn)接半徑由四分之一圓角處一分為二，四分之一圓周在凹模4成形，負(fù)角轉(zhuǎn)接處在拆卸環(huán)5上成形。
[0024]所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備采用凸模3上部進(jìn)氣，以凸模3、拆卸環(huán)
5、轉(zhuǎn)接嘴7和通氣管12形成通氣路，凸模3與轉(zhuǎn)接嘴7采用螺紋連接后氬弧焊接結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)氣路的密封，密封主要靠凸模上的壓延筋與毛料及凹模之間的壓力，使毛料與凸模壓延邊完全貼合，形成密封腔體，確保成型過(guò)程中的實(shí)際壓力。
[0025]所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工工藝成型過(guò)程:將模具連接好后，將除拆卸環(huán)5以外的所有零件裝到超塑成型裝備中進(jìn)行預(yù)熱，事先將零件及拆卸環(huán)5涂止焊劑，防止熱成型過(guò)程中零件與模具粘連，當(dāng)模具達(dá)到工藝溫度后將拆卸環(huán)5放入模具中，利用拆卸環(huán)5錐面和凹模錐面的自動(dòng)定心保證拆卸環(huán)5與模具同心，負(fù)角截面轉(zhuǎn)接半徑由四分之一圓角處自然一分為二，四分之一圓周在凹模部分成形，負(fù)角轉(zhuǎn)接處在拆卸環(huán)上成形，加熱一段時(shí)間后，將毛料放入模具中，按預(yù)設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)進(jìn)行加壓、保溫、保壓等工藝過(guò)程，由于零件負(fù)角截面的設(shè)計(jì)完成后取出零件和模具拆卸環(huán)5的組合體，通過(guò)后續(xù)車加工將零件與拆卸環(huán)分離，從而可實(shí)現(xiàn)拆卸環(huán)的循環(huán)使用，降低生產(chǎn)成本。
[0026]所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備，根據(jù)帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在外徑側(cè)有內(nèi)鉤式轉(zhuǎn)接R，材料為鈦合金材料，利用惰性氣體的氣壓，使得在超塑性狀態(tài)的毛料鋪滿到帶負(fù)角的模具上實(shí)現(xiàn)零件成形，將模具工藝環(huán)隨零件周轉(zhuǎn)，再采用車或者激光等其他加工方法，車加工掉多余材料及工裝工藝件，滿足零件的設(shè)計(jì)要求。
[0027]所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備，解決了帶負(fù)角結(jié)構(gòu)的零件的成形寸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)止動(dòng)環(huán)零件高質(zhì)量、高效率、低成本的研目的，為此類零件的加工提供了一種實(shí)用的新型裝備結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備，其特征在于:所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備構(gòu)成如下:下模版⑴、上模版⑵、凸模(3)、凹模⑷、拆卸環(huán)(5)、限位板(6)、轉(zhuǎn)接嘴(7)和通氣管(12);所述上模版(2)連接于凸模(3)上側(cè)，凸模(3)內(nèi)設(shè)置有通氣路，通氣路的一端通過(guò)轉(zhuǎn)接嘴(7)與通氣管(12)相連接，通氣路的另一端與凹模(4)相通，凸模(3)與凹模(4)相連接，拆卸環(huán)(5)位于凹模(4)內(nèi)帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的負(fù)角結(jié)構(gòu)型面處，凸模(3)下端設(shè)置有壓邊圈，所述壓邊圈位于拆卸環(huán)(5)的外側(cè)，限位板(6)連接于凸模(3)和凹模⑷一端，下模版⑴連接于凹模⑷下側(cè)。2.按照權(quán)利要求1所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備，其特征在于:所述拆卸環(huán)(5)和凹模⑷通過(guò)錐面相連。3.按照權(quán)利要求2所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備，其特征在于:負(fù)角截面轉(zhuǎn)接半徑由四分之一圓角處一分為二，四分之一圓周在凹模(4)成形，負(fù)角轉(zhuǎn)接處在拆卸環(huán)(5)上成形。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備，所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備構(gòu)成如下：下模版、上模版、凸模、凹模、拆卸環(huán)、限位板、轉(zhuǎn)接嘴和通氣管；所述上模版連接于凸模上側(cè)，凸模內(nèi)設(shè)置有通氣路，通氣路的一端通過(guò)轉(zhuǎn)接嘴與通氣管相連接，通氣路的另一端與凹模相通，凸模與凹模相連接，拆卸環(huán)位于凹模內(nèi)帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的負(fù)角結(jié)構(gòu)型面處，凸模下端設(shè)置有壓邊圈，所述帶有負(fù)角結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工裝備，解決了帶負(fù)角結(jié)構(gòu)的零件的成形寸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)止動(dòng)環(huán)零件高質(zhì)量、高效率、低成本的研目的，為此類零件的加工提供了一種實(shí)用的新型工藝裝備結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】B21D37/10, B21D26/053, B21D53/92, B21D37/16
【公開號(hào)】CN105328001
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510801814
【發(fā)明人】劉曉娟, 楊踴, 李虎, 呂義郎, 戚龍升, 許帥
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月18日