[實(shí)用新型]一種鋁合金構(gòu)件的成形模具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202120363315.8
• 申請(qǐng)日: 2021-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN214442412U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湛利華;余汶芳;徐永謙;陳凱;陳贊沖;劉聰;徐凌志
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B21D37/10
• 分類(lèi)號(hào): B21D37/10;B21D37/12
• 代理公司: 長(zhǎng)沙歐諾專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

本實(shí)用新型提供一種鋁合金構(gòu)件的成形模具，用于成形帶凸孔的鋁合金構(gòu)件，成形模具包括模具主體和一個(gè)或多個(gè)用于與鋁合金構(gòu)件的凸孔匹配的凹孔，模具主體包括向下凹進(jìn)的模具主體成形面、設(shè)置在所述模具主體成形面外圍的頂板以及用于支撐模具主體成形面和頂板的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)包括豎向設(shè)置在模具主體周邊位置的側(cè)板和用于連接各側(cè)板的卡板，在側(cè)板和卡板上設(shè)置有用于減輕模具重量的鏤空孔，所述凹孔為自所述模具主體成形面向下凹進(jìn)的孔位結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型具有成形精度高，工藝重復(fù)性好，殘余應(yīng)力低，尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了大型帶凸孔頂蓋高效形性一體化制造和時(shí)效強(qiáng)化作用，縮短了制造周期。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于鋁合金構(gòu)件的成形領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金構(gòu)件的成形模具。

背景技術(shù)

蠕變時(shí)效成形技術(shù)是一種為解決航空航天大型復(fù)雜整體構(gòu)件的高性能高精度制造難題應(yīng)運(yùn)而生的技術(shù)。該技術(shù)利用材料在應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)作用下的蠕變及時(shí)效強(qiáng)化特性，通過(guò)無(wú)凸模的真空加載或有凸模的機(jī)械加載方式使工件貼合模具型面，并在一恒定溫度狀態(tài)下保持一定時(shí)間使材料發(fā)生塑性流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件成形與成性協(xié)同制造。

蠕變時(shí)效成形技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)大型構(gòu)件的一體化成形，而且可以極大地提升材料的力學(xué)性能。該技術(shù)與傳統(tǒng)整體壁板構(gòu)件成形技術(shù)相比較，具有成形精度高、尺寸穩(wěn)定性好以及不易產(chǎn)生加工裂紋等優(yōu)點(diǎn)。

隨著現(xiàn)代航空事業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)航空航天構(gòu)件的性能要求不斷趨向于高可靠性、高穩(wěn)定性、高服役壽命和輕量化，國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)、加工企業(yè)紛紛加大了對(duì)大型復(fù)雜整體構(gòu)件蠕變時(shí)效成形的研究及構(gòu)件生產(chǎn)力度。

中部開(kāi)有大孔、周邊開(kāi)有小翻邊孔的大型帶凸孔頂蓋是航空航天運(yùn)載火箭燃料貯箱的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件，該構(gòu)件的傳統(tǒng)成形方法為沖壓成形，該方法不僅存在成形精度低、加工周期長(zhǎng)等問(wèn)題，而且因凸孔的翻邊工序位于構(gòu)件主體沖壓工序之后，凸孔的翻邊成形進(jìn)一步影響了頂蓋構(gòu)件的整體形狀精度，且構(gòu)件在成形之后會(huì)因內(nèi)部有較大殘余應(yīng)力而影響最終尺寸精度。

因此，本領(lǐng)域需要一種新的鋁合金構(gòu)件的成形模具及其成形方法來(lái)解決上述問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型利用材料的蠕變與時(shí)效強(qiáng)化特性，使用一套鑲拼式的裝置成形多種不同尺寸規(guī)格的大型帶凸孔構(gòu)件，以實(shí)現(xiàn)成形得到的帶凸孔構(gòu)件形狀尺寸精度高、加工周期短、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。

本實(shí)用新型首先提供一種帶凸孔的鋁合金構(gòu)件的成形模具，所述成形模具包括模具主體、鑲嵌環(huán)和吊耳螺栓，所述模具主體包括向下凹進(jìn)的模具主體成形面、設(shè)置在所述模具主體成形面外圍的頂板、定位部件A、環(huán)形槽以及用于支撐模具主體成形面和頂板的支撐結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形槽自模具主體成形面的上表面向下凹進(jìn)設(shè)置，且所述環(huán)形槽用于所述鑲嵌環(huán)鑲嵌設(shè)置在其中，所述定位部件A設(shè)置為在環(huán)形槽的內(nèi)環(huán)或外環(huán)上至少某個(gè)位置徑向凸出或者凹進(jìn)的結(jié)構(gòu)以用于對(duì)鑲嵌環(huán)定位，所述鑲嵌環(huán)包括鑲嵌環(huán)成形面、與所述鋁合金構(gòu)件的凸孔匹配的一個(gè)或多個(gè)凹孔、設(shè)置在鑲嵌環(huán)的內(nèi)環(huán)或外環(huán)上至少某個(gè)位置且徑向凹進(jìn)或者凸出以用于與所述定位部件A匹配定位的定位部件B以及設(shè)置在鑲嵌環(huán)成形面上且用于擰入吊耳螺栓的第一螺紋孔；至少包括所述模具主體成形面和鑲嵌環(huán)成形面共同構(gòu)成該成形模具的模具型面。

在一種具體的實(shí)施方式中，所述定位部件A(15)為定位塊，且定位塊設(shè)置在環(huán)形槽(16)下部以用于對(duì)鑲嵌環(huán)(4)定位，所述定位部件B(43)為定位槽，且定位槽設(shè)置在鑲嵌環(huán)(4)下部以用于與所述定位塊匹配定位。

在一種具體的實(shí)施方式中，所述定位塊(15)為V型定位塊，且所述定位槽(43) 為V型定位槽。

在一種具體的實(shí)施方式中，所述第一螺紋孔(44)為三個(gè)以上，且周向均勻分散在所述鑲嵌環(huán)(4)上，優(yōu)選每個(gè)螺孔設(shè)置為與鑲嵌環(huán)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)的距離相等。