[實(shí)用新型]一種等厚型面分體鑄造的超塑成形/擴(kuò)散連接成形模具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720712156.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207205183U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 遲彩樓;王玨;吳偉平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): B22C9/06
• 分類號(hào): B22C9/06;B23P15/24
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心21200
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種等厚型面分體鑄造的超塑成形/擴(kuò)散連接成形模具，用于飛機(jī)大型復(fù)雜多層整體構(gòu)件超塑成形/擴(kuò)散連接成形過(guò)程，屬于航空制造工程/飛機(jī)裝配領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)已經(jīng)成為一種推動(dòng)現(xiàn)代航空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和突破傳統(tǒng)鈑金零件制造的先進(jìn)制造技術(shù)。當(dāng)前，超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)所用的成形模具材料一般選用耐高溫合金鋼35Cr24Ni7SiNRe，模具在結(jié)構(gòu)上具有壓邊梗、進(jìn)/排氣孔、測(cè)溫孔、減輕槽、吊棒及導(dǎo)柱孔等結(jié)構(gòu)要素，模具整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且模具體積較大，一般采用整體鑄造然后精銑型面的方法進(jìn)行制備，但是由于模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在整體鑄造時(shí)極易產(chǎn)生鑄造缺陷，同時(shí)模具多在高溫高壓工況下使用，模具在使用過(guò)程中由于鑄造缺陷的存在極易損壞，壽命短，型面精度無(wú)法保證，影響零件成形質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)度。

因此，需要研制一種具有穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)、較好的強(qiáng)度和剛度的超塑成形/擴(kuò)散連接成形模具具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型針對(duì)飛機(jī)大型復(fù)雜多層整體構(gòu)件超塑成形/擴(kuò)散連接成形過(guò)程中所使用的模具工藝特點(diǎn)，提供一種具有穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)、較好的強(qiáng)度和剛度的等厚型面分體鑄造的超塑成形/擴(kuò)散連接成形模具及其制備方法，其工藝操作流程簡(jiǎn)單，鑄造過(guò)程產(chǎn)生缺陷少，模具制備完成后精度高，有利于飛機(jī)大型復(fù)雜多層整體構(gòu)件的精準(zhǔn)成形。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案如下：

一種等厚型面分體鑄造的超塑成形/擴(kuò)散連接成形模具，包括上模具和下模具兩部分，上模具和下模具為等厚型面；上模具包括上模支架1和上模型面2；下模具包括下模支架4和下模型面3；模具材料采用耐高溫合金鋼35Cr24Ni7SiNRe。

所述的上模型面2包括上模型面上表面5、測(cè)溫孔6、吊柱7、導(dǎo)向銷(xiāo)安裝板8、進(jìn)/排氣孔9。所述的導(dǎo)向銷(xiāo)安裝板8中間設(shè)有一導(dǎo)向銷(xiāo)孔，導(dǎo)向銷(xiāo)孔與導(dǎo)向銷(xiāo)直徑相適應(yīng)，導(dǎo)向銷(xiāo)安裝板8位于上模型面2的兩個(gè)相對(duì)側(cè)面中部，導(dǎo)向銷(xiāo)安裝板8的兩側(cè)設(shè)有吊柱7；所述的測(cè)溫孔6位于上模型面2兩個(gè)相鄰側(cè)面上；所述的進(jìn)/排氣孔9位于上模型面2的側(cè)面。所述的下模型面3包括下模型面上表面12、測(cè)溫孔6、吊柱7、導(dǎo)向銷(xiāo)安裝板8、進(jìn)/排氣孔9，其中下模型面3和上模型面2中的測(cè)溫孔6、吊柱7、導(dǎo)向銷(xiāo)安裝板8和進(jìn)/排氣孔9的位置對(duì)應(yīng)，尺寸相同。

所述的上模支架1包括上模支架上表面10和六個(gè)減輕槽11，上模支架1與上模型面2匹配。所述的六個(gè)減輕槽11位于上模支架上表面10，減輕槽邊緣線與支架邊緣線之間的距離、兩個(gè)相鄰減輕槽邊緣線之間的距離均為80mm，減輕槽貫穿整個(gè)支架部分。所述的下模支架4包括下模支架上表面13和六個(gè)減輕槽11，其中，下模支架4和上模支架1中的下模支架上表面13和六個(gè)減輕槽11的位置對(duì)應(yīng)，尺寸相同。

所述的上、下模具的型面部分，支架部分沿型面與支架接觸部位，減輕槽與型面接觸部位采用氬弧焊堆焊的方式焊接在一起，導(dǎo)向銷(xiāo)穿過(guò)導(dǎo)向銷(xiāo)安裝板8中的導(dǎo)向銷(xiāo)孔，形成等厚型面分體鑄造的超塑成形/擴(kuò)散連接成形模具。

一種等厚型面分體鑄造的超塑成形/擴(kuò)散連接成形模具的制備方法，等厚型面分體鑄造的超塑成形/擴(kuò)散連接成形模具包括上模具和下模具兩部分，上模具和下模具分別由型面部分和支架部分組成，以上四部分分別加工，包括以下步驟：

第一步，制備上、下模具等厚型面部分

1.1)首先在CATIA零件理論數(shù)模中提取與模具型面接觸的零件的上、下表面，然后將接觸面分別沿法向拉伸，形成等厚的模具型面部分?jǐn)?shù)模，此模具型面部分的厚度一致。

1.2)在數(shù)模上按照要求，設(shè)計(jì)壓邊梗、進(jìn)/排氣孔9、測(cè)溫孔6、與模具重量相適應(yīng)的吊柱7，在上、下模具型面對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)導(dǎo)向銷(xiāo)安裝板8，在導(dǎo)向銷(xiāo)安裝板8上根據(jù)模具的具體要求設(shè)計(jì)與導(dǎo)向銷(xiāo)直徑相適應(yīng)的導(dǎo)向銷(xiāo)孔，得到上、下模具等厚型面部分的數(shù)模。

1.3)將生成的上、下模具等厚型面部分的數(shù)模分別在上、下表面再次拉伸10mm厚度，作為數(shù)控銑切加工余量，形成等厚型面鑄件數(shù)模，按鑄件數(shù)模及工藝要求，鑄造得到上、下模具的等厚型面鑄件。

1.4)采用五坐標(biāo)數(shù)控銑床方法，按等厚型面部分的數(shù)模將等厚型面鑄件銑切出模具等厚型面部分的上、下表面、壓邊梗、進(jìn)/排氣孔、測(cè)溫孔、導(dǎo)向銷(xiāo)安裝板及導(dǎo)向銷(xiāo)孔，最后進(jìn)行修整、拋光，得到滿足工藝要求的上、下模具等厚型面部分。

第二步，制備上、下模具的支架部分