[發明專利]一種高溫合金天圓地方薄壁筒形導管成型模具及成型方法

有效

• 申請號: 201611117846.9
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106734602B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 李英;林海;田孟良;竇一濤;劉興紅;湯華
• 申請（專利權）人: 貴州黎陽航空動力有限公司
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/12;B21D53/84
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙) 52110
• 代理人: 管寶偉

1.一種高溫合金天圓地方薄壁筒形導管成型模具，其成型的筒形導管零件的上端面橫向截面為直徑為φd的圓形截面線（a），下端面橫向截面形狀為矩形截面線（b），矩形截面線（b）的4角倒圓角，φd圓心在下端面橫向截面的投影點為O點，其特征在于：包括下模板（2）、左側凹模（3）、凸模（4）、開口墊圈（5）、平板（6）、定位柱（7）、上模板（8）、T形鍵（9）、圓錐體（10）、右側凹模（11）、帶肩導柱（12）和導套（13）；

所述凸模（4）為柱體，柱體外型面與導管內型面相同并且高度相等，在凸模（4）的上端面中心有垂直于上端面的開口向上的錐孔，凸模（4）被通過φd圓心、O點和矩形截面線（b）的4個端點分別形成的4個切割平面分割為左側型塊（4a）、右側型塊（4b）、前型塊（4d）和后型塊（4c），相鄰型塊側面保持2t的間距，左側型塊（4a）的上端面有垂直于上端面的左側型塊（4a）上端面槽，左側型塊（4a）的下端面有垂直于下端面的左側型塊（4a）下端面槽，左側型塊（4a）上端面槽和左側型塊（4a）下端面槽寬度方向的平分面與左側型塊（4a）兩側面的角平分面重合，T形鍵（9）放置在左側型塊（4a）上端面槽和左側型塊（4a）下端面槽內，T形鍵（9）的下表面與槽底面貼合，并通過緊固件連接，T形鍵（9）鍵寬度與左側型塊（4a）上端面槽和左側型塊（4a）下端面槽寬度保持間隙配合，T形鍵（9）的頭部分別高出左側型塊（4a）的上下端面，前型塊（4d）的上端面有垂直于上端面的前型塊（4d）上端面槽，前型塊（4d）的下端面有垂直于下端面的前型塊（4d）下端面槽，前型塊（4d）上端面槽和前型塊（4d）下端面槽寬度方向的平分面與前型塊（4d）兩側面的角平分面重合，T形鍵（9）的下表面與前型塊（4d）上端面槽和前型塊（4d）下端面槽的底面貼合，并通過緊固件連接，T形鍵（9）鍵寬度與前型塊（4d）上端面槽和前型塊（4d）下端面槽寬度保持間隙配合，T形鍵（9）的頭部分別高出前型塊（4d）的上下端面，后型塊（4c）的上端面有垂直于上端面的后型塊（4c）上端面槽，后型塊（4c）的下端面有垂直于下端面的后型塊（4c）下端面槽，后型塊（4c）上端面槽和后型塊（4c）下端面槽寬度方向的平分面與后型塊（4c）兩側面的角平分面重合， T形鍵（9）的下表面與后型塊（4c）上端面槽和后型塊（4c）下端面槽的底面貼合并通過緊固件連接， T形鍵（9）鍵寬度與后型塊（4c）上端面槽和后型塊（4c）下端面槽寬度保持間隙配合，T形鍵（9）的頭部分別高出后型塊（4c）的上下端面；

所述下模板（2）為一帶中心孔的圓盤，下模板（2）上表面有沿中心孔向外的垂直于上表面的頭部向下的3處T形槽，T形槽的位置分別與左側型塊（4a）下端面槽、前型塊（4d）下端面槽和后型塊（4c）下端面槽位置對應，左側型塊（4a）、前型塊（4d）和后型塊（4c）放置在下模板（2）上，左側型塊（4a）下端面槽、前型塊（4d）下端面槽和后型塊（4c）下端面槽內T形鍵（9）位于下模板（2）的T形槽內并保證間隙配合；

所述左側凹模（3）為矩形體，左側凹模（3）位于凸模（4）外側，左側凹模（3）的內型面與導管左側型面（1a）外形面相同并且寬度相等，左側凹模（3）的高度高于左側型面（1a）的凹面，左側凹模（3）上表面安裝有帶肩導柱（12），左側凹模（3）通過緊固件連接在下模板（2）上；

所述右側凹模（11）為矩形體，右側凹模（11）位于凸模（4）外側，右側凹模（11）的內型面與導管右側型面（1b）外形面相同并且寬度相等，右側凹模（11）的高度應高于右側型面（1b）的凹面，右側凹模（11）上表面安裝有帶肩導柱（12），右側凹模（11）通過緊固件連接在下模板（2）上；

所述平板（6）為一帶中心孔的圓盤，在平板（6）上表面有沿中心孔向外的垂直于上表面的矩形槽，矩形槽的位置分別與左側型塊（4a）上端面槽、前型塊（4d）上端面槽和后型塊（4c）上端面槽位置對應，左側型塊（4a）上端面槽、前型塊（4d）上端面槽和后型塊（4c）上端面槽內T形鍵（9）的頭部位于平板（6）的矩形槽內并保證間隙配合，凸模（4）的右側型塊（4b）的上表面與平板（6）下表面貼合且通過緊固件連接，平板（6）中心孔外側有兩處定位孔，開口墊圈（5）安裝在平板（6）表面，開口墊圈（5）開口圓中心與該定位孔同心， 2個導套（13）安裝在平板（6）中心孔外側下表面，其位置與左側凹模（3）和右側凹模（11）上的帶肩導柱（12）位置對應并保持間隙配合；

所述上模板（8）為一圓盤形零件，在圓盤中心外側垂直于圓盤下表面上有兩處導柱通過孔，其位置與左側凹模（3）和右側凹模（11）上的帶肩導柱（12）位置對應，圓盤中心外側垂直于圓盤下表面安裝有2處定位柱（7），定位柱（7）為上端帶法蘭盤的圓柱體，法蘭盤通過緊固件安裝在上模板（8）下表面，定位柱（7）的定位柱上有開口墊圈（5）的空刀槽，空刀槽的外徑應小于開口墊圈（5）中心孔直徑，開口墊圈（5）位于該空刀槽；

所述圓錐體（10）為帶肩圓錐體，其肩部與圓錐之間有一段圓柱體過渡段，圓柱體直徑小于圓錐體（10）肩部直徑，圓錐體（10）插入凸模（4）中心錐孔內，圓錐體（10）的外錐面與凸模（4）中心錐孔的內錐面一致，圓柱體過渡段位于平板（6）中心孔內且直徑小于平板（6）中心孔孔徑 ，圓錐體（10）肩部上表面位于上模板（8）下表面，圓錐體（10）肩部下表面高于平板（6）上表面。

2.一種采用權利要求1所述成型模具的航空發動機火焰筒導管成型方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，下料：采用高溫合金板材下料，毛料是圓筒形零件，用材料延伸率計算出圓筒形零件的直徑，圓筒形零件的高度與凸模（4）的高度相同；

步驟二，裝零件：在2000KN液壓機上進行成型，將成型模具的上模板（8）固定在液壓機上平臺上，成型模具下模板（2）固定在液壓機下平臺上，旋轉兩處開口墊圈（5）至兩處定位柱（7）的空刀槽內，開動壓力機上平臺帶動上模板（8）向上運動，此時，上模板（8）帶動平板（6）和右側型塊（4b）向上運動，先取出圓錐體(10)，將左側型塊（4a）、前型塊（4d）和后型塊（4c）向中心收攏到圓筒毛料零件能夠套在左側型塊（4a）、前型塊（4d）和后型塊（4c）外型面上，圓筒毛料零件上端面與左側型塊（4a）、前型塊（4d）和后型塊（4c）的上端面齊平；

步驟三，成型：開動壓力機上平臺帶動上模板（8）、平板（6）和右側型塊（4b）向下運動，右側型塊（4b）緩緩插入圓筒毛料零件內，當平板（6）的下表面與左側型塊（4a）、前型塊（4d）和后型塊（4c）的上端面貼合時停止運動，旋轉兩處開口墊圈（5）離開兩處定位柱（7）的空刀槽內，再開動壓力機上平臺帶動上模板（8）向上運動，此時，平板（6）和右側型塊（4b）脫離模具上模板（8）停留在凸模（4）上，將圓錐體（10）穿過平板（6）中心孔插入凸模（4）的內錐孔內，開動液壓機上平臺帶動上模板（8）向下運動，圓錐體（10）在上模板（8）向下的推力下也向下運動，當圓錐體（10）肩部下端面與平板（6）上表面貼合時停止運動，調節壓力為100MPa～300MPa，保壓20min～40min，完成零件成型；

步驟四，取出零件：旋轉兩處開口墊圈（5）至兩處定位柱（7）的空刀槽內，開動壓力機上平臺帶動上模板（8）向上運動，上模板（8）帶動平板（6）和右側型塊（4b）向上運動，右側型塊（4b）離開左側型塊（4a）、前型塊（4d）和后型塊（4c）上端面后，先取出圓錐體（10），將左側型塊（4a）、前型塊（4d）和后型塊（4c）向中心收攏，取出成型后的零件。