CN104959505A - 一种改进的叶片锻造装置及其锻造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的叶片锻造装置，包括底座和液压机构，所述底座上设置有两个安装槽，两个安装槽内分别设置有第一下模具和第二下模具，液压机构下方分别设置有第一上模具和第二上模具，底座上轴接有旋转杆，旋转杆的顶部与第一下模具连接，底座上设置有液压挺杆，液压挺杆与旋转杆铰接,第一下模具和第一上模具的接缝处设置有第一容纳腔，第一容纳腔与第一下模具和第一上模具的内部通过第一狭缝相连通，第二下模具的内侧边缘设置有支撑台，第二上模具的内侧设置有凸台，凸台与支撑台的侧边滑动接触。本发明还提供了一种使用上述的改进的叶片锻造装置的锻造方法。本发明能够改进现有技术的不足，减少坯料外溢对于后期加工的影响。

Description

一种改进的叶片锻造装置及其锻造方法

技术领域

本发明涉及叶片锻造技术领域，尤其是一种改进的叶片锻造装置及其锻造方法。

背景技术

在生产叶片锻件时，锻件位于模具接缝处的外表面会留有非常明显的坯料外溢的痕迹，需要后期进行进一步的表面处理将这部分缺陷去除。但是，在制作钛合金锻件时，由于钛合金不易打磨的特点，坯料外溢部分所形成的这部分缺陷在后期加工时所需要的加工时间较长，导致整个叶片锻件的制作周期长，成本高。

发明内容                                   

本发明要解决的技术问题是提供一种改进的叶片锻造装置及其锻造方法，能够解决现有技术的不足，减少坯料外溢对于后期加工的影响。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种改进的叶片锻造装置，包括底座和液压机构，所述底座上设置有两个安装槽，两个安装槽内分别设置有第一下模具和第二下模具，液压机构下方分别设置有第一上模具和第二上模具，在液压机构的带动下第一上模具和第二上模具分别与第一下模具和第二下模具压接结合，底座上轴接有旋转杆，旋转杆的顶部与第一下模具连接，底座上设置有液压挺杆，液压挺杆与旋转杆铰接,第一下模具和第一上模具的接缝处设置有第一容纳腔，第一容纳腔与第一下模具和第一上模具的内部通过第一狭缝相连通，第二下模具的内侧边缘设置有支撑台，第二上模具的内侧设置有凸台，凸台与支撑台的侧边滑动接触。

作为优选，所述第一下模具的内壁均匀设置有齿形部。

作为优选，所述第二上模具的内壁两端各设置有一个竖隔板，竖隔板的底部设置有两个斜隔板，两个斜隔板的夹角为30°～45°。

作为优选，所述第一上模具的内壁设置有第一弧形凹槽。

作为优选，所述第二下模具内的支撑台的内侧壁设置有第二弧形凹槽。

作为优选，所述第一下模具下方的安装槽内设置有冷却水管，第二上模具内设置有加热器。

作为优选，所述第一下模具的两侧设置有挡块，挡块通过第一连杆、第二连杆和第三连杆连接至配重块，挡块位于第一容纳腔内，第一连杆、第二连杆、第三连杆和配重块位于第一下模具内，挡块、第一连杆、第二连杆、第三连杆和配重块相互铰接，第二连杆的中点与第一下模具轴接。

作为优选，所述液压机构底部通过第一弹簧体连接至第二上模具，第一弹簧体内同心设置有第二弹簧体，第二弹簧体的底部固定在第二上模具上，第二弹簧体的顶部与液压机构之间保留有空隙。

作为优选，所述第二上模具顶部设置有环形定位槽，液压机构的底部设置有与环形定位槽相配合的定位套筒，环形定位槽底部设置有缓冲垫。

一种使用上述的改进的叶片锻造装置的锻造方法，包括以下步骤：

A、将坯料温度控制在锻造温度区间，放入第一下模具内，液压机构带动第一上模具向下进行合模操作；液压机构施加压力，坯料位于第一下模具和第一上模具的接缝处的部分进入第一容纳腔，形成外溢边沿；

B、液压机构向上提起第一上模具，进行拆模操作，液压挺杆通过旋转杆带动第一下模具进行旋转，将位于第一下模具内的坯料移动至第二下模具内，坯料的外溢边沿与支撑台相接触；

C、液压机构带动第二上模具向下进行合模操作，凸台对于坯料的外溢边沿进行进一步地挤压拉伸；

D、液压机构向上提起第二上模具，进行拆模操作，待坯料降温后取出，进行后续表面处理操作。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明在传统锻造设备的基础上，对模具的接缝处进行改进，通过设置第一容纳腔和第一狭缝，使锻造过程中坯料在这一位置形成一个具有固定形状和较大体积的外溢边沿。然后将坯料倒置入第二下模具中，进行二次锻造，在第二下模具中坯料外侧的外溢边沿在支撑台和凸台的交错挤压作用下，进一步拉伸变形，原本位于第一狭缝处的坯料层进一步变窄。从而使得后期加工时只需要从第一狭缝处进行切割，然后对切割面这一较小的面积进行打磨即可完成对于坯料外溢部分的加工，方便快捷。第一下模具可以使坯料与其的接触面形成齿形的表面形状，这一形状一方面在第二上模具进行合模时可以使第二上模具的斜板对坯料进行固定，另外，斜板下压的过程中对原本凸起的坯料表面进行二次挤压，对坯料的表面进行填充，避免在齿形的表面进行压平时产生孔洞。第一上模具内的第一弧形凹槽在第一次合模锻压时在坯料的表面可以形成余量层，在第二下模具内进行二次合模锻压时，这一余量层可以对支撑台和凸台进行挤压形变的坯料区域进行及时填充，避免由于坯料的过度拉伸变形而形成空穴。第二弧形凹槽便于坯料向外溢部分的拉伸区域移动。冷却水管可以对坯料的底部进行冷却，通过冷却使坯料收缩，便于坯料从第一下模具移动至第二下模具中，第二上模具的加热器可以将经过冷却温度降低的坯料进行重新加热，便于二次锻压。在配重块的带动下，挡块可以在第一下模具翻转过程中对坯料进行保护固定，避免翻转过程中坯料出现脱落。第一弹簧体、第二弹簧体和缓冲垫组成了下压力的三级分段释放结构，对于液压机构施加的压力逐步释放，可以保护坯料，避免坯料收到冲击而出现内部结构的不可控变化，尤其是对于外溢部分的坯料，可以减少这一部分发生畸变的几率。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中第一上模具与第一下模具结合部位的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中第二上模具与第二下模具结合部位的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中挡块部位的结构图。

图5是本发明一个具体实施方式中液压机构与第二上模具连接部位的结构图。

图中：1、底座；2、液压机构；3、安装槽；4、第一下模具；5、第二下模具；6、第一上模具；7、第二上模具；8、旋转杆；9、液压挺杆；10、第一容纳腔；11、第一狭缝；12、支撑台；13、凸台；14、齿形部；15、竖隔板；16、斜隔板；17、第一弧形凹槽；18、第二弧形凹槽；19、冷却水管；20、加热器；21、挡块；22、第一连杆；23、第二连杆；24、配重块；25、第三连杆；26、第一弹簧体；27、第二弹簧体；28、环形定位槽；29、定位套筒；30、缓冲垫；31、弯折部；32、斜面部。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-5，本发明一个具体实施方式包括底座1和液压机构2，所述底座1上设置有两个安装槽3，两个安装槽3内分别设置有第一下模具4和第二下模具5，液压机构2下方分别设置有第一上模具6和第二上模具7，在液压机构2的带动下第一上模具6和第二上模具7分别与第一下模具4和第二下模具5压接结合，底座1上轴接有旋转杆8，旋转杆8的顶部与第一下模具4连接，底座1上设置有液压挺杆9，液压挺杆9与旋转杆8铰接,第一下模具4和第一上模具6的接缝处设置有第一容纳腔10，第一容纳腔10与第一下模具4和第一上模具6的内部通过第一狭缝11相连通，第二下模具5的内侧边缘设置有支撑台12，第二上模具7的内侧设置有凸台13，凸台13与支撑台12的侧边滑动接触。第一下模具4的内壁均匀设置有齿形部14。第二上模具7的两端各设置有一个竖隔板15，竖隔板15的底部设置有两个斜隔板16，两个斜隔板16的夹角为37°。第一上模具6的内壁设置有第一弧形凹槽17。第二下模具5内的支撑台12的内侧壁设置有第二弧形凹槽18。第一下模具4下方的安装槽3内设置有冷却水管19，第二上模具7内设置有加热器20。第一下模具4的两侧设置有挡块21，挡块21通过第一连杆22、第二连杆23和第三连杆25连接至配重块24，挡块21位于第一容纳腔10内，第一连杆22、第二连杆23、第三连杆25和配重块24位于第一下模具4内，挡块21、第一连杆22、第二连杆23、第三连杆25和配重块24相互铰接，第二连杆23的中点与第一下模具4轴接。液压机构2底部通过第一弹簧体26连接至第二上模具7，第一弹簧体26内同心设置有第二弹簧体27，第二弹簧体27的底部固定在第二上模具7上，第二弹簧体27的顶部与液压机构2之间保留有空隙。第二上模具7顶部设置有环形定位槽28，液压机构2的底部设置有与环形定位槽28相配合的定位套筒29，环形定位槽28底部设置有缓冲垫30。

另外，在第一狭缝11上设置有向上倾斜的弯折部31，在坯料位于第二下模具中时，凸台13位于弯折部31的上方，凸台13的顶部设置有斜面部32，斜面部32与弯折部31的夹角为13°。通过设置弯折部31和与之匹配的斜面部32，可以在第二次锻压时使坯料外溢部位的挤压型变主要集中在弯折部31，减少其余部位的异常形变。

一种使用上述的改进的叶片锻造装置的锻造方法，特别是用于最大厚度在3mm以内、总长度在0.3m以内的钛合金叶片的锻造方法，包括以下步骤：

A、将坯料温度控制在930℃～970℃，放入第一下模具4内，液压机构2带动第一上模具6向下进行合模操作；液压机构2施加压力，合模过程控制在45s～60s，坯料位于第一下模具4和第一上模具6的接缝处的部分进入第一容纳腔10，形成外溢边沿，保压10min～15min；

B、液压机构2向上提起第一上模具6，进行拆模操作，将坯料底部的温度降至600℃～650℃，液压挺杆9通过旋转杆8带动第一下模具4进行旋转，将位于第一下模具4内的坯料移动至第二下模具5内，坯料的外溢边沿与支撑台12相接触；

C、液压机构2带动第二上模具7向下进行合模操作，首先将坯料的低温部分加热至930℃～970℃，然后加压合模，合模过程控制在1.5min～2min，凸台13对于坯料的外溢边沿进行进一步地挤压拉伸，合模完毕后将温度提升至1100℃～1200℃，保压2min～3min；

D、液压机构2向上提起第二上模具7，进行拆模操作，待坯料降温后取出，进行后续表面处理操作。

本发明可以提高锻压后坯料表面的平整性，从而简化后续的表面打磨处理步骤，提高了生产效率，降低了叶片的制造成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种改进的叶片锻造装置，包括底座（1）和液压机构（2），其特征在于：所述底座（1）上设置有两个安装槽（3），两个安装槽（3）内分别设置有第一下模具（4）和第二下模具（5），液压机构（2）下方分别设置有第一上模具（6）和第二上模具（7），在液压机构（2）的带动下第一上模具（6）和第二上模具（7）分别与第一下模具（4）和第二下模具（5）压接结合，底座（1）上轴接有旋转杆（8），旋转杆（8）的顶部与第一下模具（4）连接，底座（1）上设置有液压挺杆（9），液压挺杆（9）与旋转杆（8）铰接,第一下模具（4）和第一上模具（6）的接缝处设置有第一容纳腔（10），第一容纳腔（10）与第一下模具（4）和第一上模具（6）的内部通过第一狭缝（11）相连通，第二下模具（5）的内侧边缘设置有支撑台（12），第二上模具（7）的内侧设置有凸台（13），凸台（13）与支撑台（12）的侧边滑动接触。

2.根据权利要求1所述的改进的叶片锻造装置，其特征在于：所述第一下模具（4）的内壁均匀设置有齿形部（14）。

3.根据权利要求2所述的改进的叶片锻造装置，其特征在于：所述第二上模具（7）的两端各设置有一个竖隔板（15），竖隔板（15）的底部设置有两个斜隔板（16），两个斜隔板（16）的夹角为30°～45°。

4.根据权利要求1所述的改进的叶片锻造装置，其特征在于：所述第一上模具（6）的内壁设置有第一弧形凹槽（17）。

5.根据权利要求4所述的改进的叶片锻造装置，其特征在于：所述第二下模具（5）内的支撑台（12）的内侧壁设置有第二弧形凹槽（18）。

6.根据权利要求1所述的改进的叶片锻造装置，其特征在于：所述第一下模具（4）下方的安装槽（3）内设置有冷却水管（19），第二上模具（7）内设置有加热器（20）。

7.根据权利要求6所述的改进的叶片锻造装置，其特征在于：所述第一下模具（4）的两侧设置有挡块（21），挡块（21）通过第一连杆（22）、第二连杆（23）和第三连杆（25）连接至配重块（24），挡块（21）位于第一容纳腔（10）内，第一连杆（22）、第二连杆（23）、第三连杆（25）和配重块（24）位于第一下模具（4）内，挡块（21）、第一连杆（22）、第二连杆（23）、第三连杆（25）和配重块（24）相互铰接，第二连杆（23）的中点与第一下模具（4）轴接。

8.根据权利要求1所述的改进的叶片锻造装置，其特征在于：所述液压机构（2）底部通过第一弹簧体（26）连接至第二上模具（7），第一弹簧体（26）内同心设置有第二弹簧体（27），第二弹簧体（27）的底部固定在第二上模具（7）上，第二弹簧体（27）的顶部与液压机构（2）之间保留有空隙。

9.根据权利要求9所述的改进的叶片锻造装置，其特征在于：所述第二上模具（7）顶部设置有环形定位槽（28），液压机构（2）的底部设置有与环形定位槽（28）相配合的定位套筒（29），环形定位槽（28）底部设置有缓冲垫（30）。

10.一种使用上述权利要求1～9任意一项所述的改进的叶片锻造装置的锻造方法，其特征在于包括以下步骤：

A、将坯料温度控制在锻造温度区间，放入第一下模具（4）内，液压机构（2）带动第一上模具（6）向下进行合模操作；液压机构（2）施加压力，坯料位于第一下模具（4）和第一上模具（6）的接缝处的部分进入第一容纳腔（10），形成外溢边沿；

B、液压机构（2）向上提起第一上模具（6），进行拆模操作，液压挺杆（9）通过旋转杆（8）带动第一下模具（4）进行旋转，将位于第一下模具（4）内的坯料移动至第二下模具（5）内，坯料的外溢边沿与支撑台（12）相接触；

C、液压机构（2）带动第二上模具（7）向下进行合模操作，凸台（13）对于坯料的外溢边沿进行进一步地挤压拉伸；

D、液压机构（2）向上提起第二上模具（7），进行拆模操作，待坯料降温后取出，进行后续表面处理操作。