[發(fā)明專利]一種基于壓縮變形的薄壁多腔構(gòu)件校形的模具及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110414374.8
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113182388B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫磊;初冠南;林才淵;曹夢凱;孫振欽;郭曉琳
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）;哈工大（威海）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園有限責(zé)任公司
• 主分類號: B21D3/16
• 分類號: B21D3/16;B21D37/10
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44646
• 代理人: 陳映輝

一種基于壓縮變形的薄壁多腔構(gòu)件校形的模具及其方法，本發(fā)明涉及金屬空心構(gòu)件校形技術(shù)領(lǐng)域，兩個(gè)相對設(shè)置的下模具扣合設(shè)置，上模具活動(dòng)扣合在由兩個(gè)下模具扣合而成的整體的上部，三者之間構(gòu)成預(yù)期型腔，所述的密封沖頭固定在密封沖頭壓板上，所述的密封沖頭由密封沖頭前端導(dǎo)向段、密封沖頭后端導(dǎo)向段和密封臺(tái)階構(gòu)成；所述的密封沖頭前端導(dǎo)向段的長度以及密封臺(tái)階的高度、寬度根據(jù)所需校正的薄壁多腔構(gòu)件的壁厚和端部壁厚分布要求而定，密封沖頭前端導(dǎo)向段呈軸承活動(dòng)設(shè)置于薄壁多腔構(gòu)件的型腔中。其能夠在不會(huì)引起成形缺陷的情況下，通過壓縮變形校正薄壁多腔構(gòu)件的加工變形，且能夠確保構(gòu)件端部處一定深度內(nèi)的壁厚精度和分布。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬空心構(gòu)件校形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于壓縮變形的薄壁多腔構(gòu)件校形的模具及其方法。

背景技術(shù)

隨著航空航天的快速發(fā)展，對高性能輕量化整體空心構(gòu)件的需求日益增多。然而，整體空心構(gòu)件因薄壁異形幾何特征復(fù)雜的特點(diǎn)，導(dǎo)致其制造難度大，工藝復(fù)雜，常常產(chǎn)生嚴(yán)重的加工變形，制造精度難以保證。因此，通常需要安排專門的校形工序。

工程上一般通過工藝補(bǔ)償和變形校正兩種方法來提高構(gòu)件的成形精度。工藝補(bǔ)償是事先在回彈變形的反方向給模具施加補(bǔ)償量，使得回彈后的工件形狀剛好與設(shè)計(jì)形狀吻合。但是，補(bǔ)償控制法主要用在充分了解材料性能和簡單工件的情況，對于新材料如高強(qiáng)度板和鋁合金板等或者工件形狀改變的時(shí)候，補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)需要重新積累，且對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，成形過程中的變形是沒有規(guī)律的，因此無法通過補(bǔ)償來對成形形狀進(jìn)行修正，達(dá)到提高形狀精度的要求。變形校正是指在不去除或添加材料的前提下，通過外部載荷的作用或能量輸入，使變形零件或坯料的尺寸形狀恢復(fù)到設(shè)計(jì)精度要求的工藝方法。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，校形是提高構(gòu)件成形精度的有效方法。

按照工作原理及施加載荷的形式不同，傳統(tǒng)校正方法主要分為機(jī)械校正、加熱校正和冷作校正，這些校正方法在對工件校正的同時(shí)不可避免的引入表面拉應(yīng)力，嚴(yán)重影響工件服役性能。因此，如何控制/降低內(nèi)部應(yīng)力或者引入表層壓應(yīng)力促使工件內(nèi)應(yīng)力重分布，是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直困擾的問題。此外，還存在構(gòu)件端部處材料變形不均勻?qū)е碌谋诤癯畹牧硪粋€(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供了一種基于壓縮變形的薄壁多腔構(gòu)件校形的模具及其方法，其能夠在不會(huì)引起成形缺陷的情況下，通過壓縮變形校正薄壁多腔構(gòu)件的加工變形，且能夠確保構(gòu)件端部處一定深度內(nèi)的壁厚精度和分布。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的基于壓縮變形的薄壁多腔構(gòu)件的校形模具，它包含上模具、下模具、密封沖頭和密封沖頭壓板；兩個(gè)相對設(shè)置的下模具扣合設(shè)置，上模具活動(dòng)扣合在由兩個(gè)下模具扣合而成的整體的上部，三者之間構(gòu)成預(yù)期型腔，所述的密封沖頭固定在密封沖頭壓板上，所述的密封沖頭由密封沖頭前端導(dǎo)向段、密封沖頭后端導(dǎo)向段和密封臺(tái)階構(gòu)成；所述的密封沖頭前端導(dǎo)向段的長度以及密封臺(tái)階的高度、寬度根據(jù)所需校正的薄壁多腔構(gòu)件的壁厚和端部壁厚分布要求而定，密封沖頭前端導(dǎo)向段呈軸承活動(dòng)設(shè)置于薄壁多腔構(gòu)件的型腔中；密封沖頭前端導(dǎo)向段的后側(cè)一體成有密封沖頭后端導(dǎo)向段，且兩者連接處一體成型有密封臺(tái)階，密封臺(tái)階的外壁抵設(shè)在薄壁多腔構(gòu)件的型腔內(nèi)壁上；所述的密封沖頭后端導(dǎo)向段呈軸向活動(dòng)設(shè)置于上述預(yù)期型腔中；所述的密封沖頭前端導(dǎo)向段、密封沖頭后端導(dǎo)向段中呈軸向貫通開設(shè)有充液孔和排氣孔。

優(yōu)選地，所述的密封沖頭后端導(dǎo)向段與預(yù)期型腔呈間隙配合設(shè)置，且間隙寬度為0.1-0.3mm。

優(yōu)選地，所述的密封沖頭前端導(dǎo)向段與薄壁多腔構(gòu)件的型腔呈間隙配合設(shè)置。

優(yōu)選地，所述的密封沖頭前端導(dǎo)向段的長度為5-50mm。

優(yōu)選地，所述的密封臺(tái)階的高度為0.2-10mm，寬度為0.1-1.5mm。

本發(fā)明所述的基于壓縮變形的薄壁多腔構(gòu)件的校形方法，其步驟如下：