CN105328001A - 一种带有负角结构钛合金零件的加工装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有负角结构钛合金零件的加工装备，所述带有负角结构钛合金零件的加工装备构成如下：下模版、上模版、凸模、凹模、拆卸环、限位板、转接嘴和通气管；所述上模版连接于凸模上侧，凸模内设置有通气路，通气路的一端通过转接嘴与通气管相连接，通气路的另一端与凹模相通，凸模与凹模相连接，拆卸环位于凹模内带有负角结构钛合金零件的负角结构型面处，凸模下端设置有压边圈，所述带有负角结构钛合金零件的加工装备，解决了带负角结构的零件的成形寸问题，实现止动环零件高质量、高效率、低成本的研目的，为此类零件的加工提供了一种实用的新型工艺装备结构。

Description

一种带有负角结构钛合金零件的加工装备

技术领域

本发明涉及加工装备的结构设计和应用技术领域，特别提供了一种带有负角结构钛合金零件的加工装备。

背景技术

随着航空发动机不断更新换代，新型发动机不断涌现，新结构的零件不断出现，为降低发动机的整体重量，新型航空发动机大量使用钛合金材料，而薄板钛合金成型零件因其成本低应用的更为广泛。新结构的钛合金成型件一般成型方法难以成型，传统的冷或热成形加工均不能满足零件的结构特点，新型航空发动机大量使用钛合金材料，而薄板钛合金成型零件因其成本低应用的更为广泛。带负角结构零件的超塑成形的主要技术难点是工装结构的设计，而且其结构尺寸精度取决工装结构及尺寸。本发明针对零件结构存在负角，一般成型方法难以成型，传统的冷或热成形加工均不能满足零件的结构特点。

带有负角结构钛合金零件如图1所示。传统的航空发动机相关的功能件是在篦齿密封座上锻件机械系加工而成。此类零件的传统加工工艺是采用锻件毛料经过车加工而成。传统加工工艺的缺点是需要锻件厂商设计锻造模具，通过等温锻造方能制造出符合要求的钛合金锻件毛料。锻件经车加工后达到设计图纸的具体要求，但材料的利用率极低，约为6％左右，产品的成本极高。同时，传统加工工艺所需要的制造周期较长，从毛料制造到加工出成品的时间约为4个月。采用钣金成型焊接结构可有效地解决加工成本高和加工周期长的问题。具体是采用耦合模具成型的方法加工出带余量的毛坯，然后通过机械加工等方法按设计图纸加工出符合设计图纸要求的零件，有效地降低了产品的加工成本，提高了产品的加工效率。但是耦合模具成型的方法只能实现凸凹模的上下运动，转接R处型面无法成型。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的带有负角结构钛合金零件的加工装备。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的带有负角结构钛合金零件的加工装备。用于带负角结构钛合金零件的成型，解决航空发动机钣金类带负角的钛合金零件的成型问题。

所述带有负角结构钛合金零件的加工装备构成如下：下模版1、上模版2、凸模3、凹模4、拆卸环5、限位板6、转接嘴7和通气管12；所述上模版2连接于凸模3上侧，凸模3内设置有通气路，通气路的一端通过转接嘴7与通气管12相连接，通气路的另一端与凹模4相通，凸模3与凹模4相连接，拆卸环5位于凹模4内转接R处型面处，凸模3下端设置有压边圈，所述压边圈位于拆卸环5的外侧，环形0.5mm的压边圈的作用一个是在零件上形成压槽，实现模具内部的密封，另外改善拉成型过程中金属的流动，提高零件成型的表面质量。限位板6连接于凸模3和凹模4一端，下模版1连接于凹模4下侧。

所述凸模3和凹模4通过销子8相连。所述限位板6通过螺钉9与凸模3和凹模4相连。下模版1的两端分别设置有螺钉9。上模版2的一端设置有螺钉9。

所述拆卸环5和凹模4通过锥面相连。保证工装及零件同心。

负角截面转接半径由四分之一圆角处一分为二，四分之一圆周在凹模4成形，负角转接处在拆卸环5上成形。

所述带有负角结构钛合金零件的加工装备采用凸模3上部进气，以凸模3、拆卸环5、转接嘴7和通气管12形成通气路，凸模3与转接嘴7采用螺纹连接后氩弧焊接结构，加强气路的密封，密封主要靠凸模上的压延筋与毛料及凹模之间的压力，使毛料与凸模压延边完全贴合，形成密封腔体，确保成型过程中的实际压力。

所述带有负角结构钛合金零件的加工工艺成型过程：将模具连接好后，将除拆卸环5以外的所有零件装到超塑成型装备中进行预热，事先将零件及拆卸环5涂止焊剂，防止热成型过程中零件与模具粘连，当模具达到工艺温度后将拆卸环5放入模具中，利用拆卸环5锥面和凹模锥面的自动定心保证拆卸环5与模具同心，负角截面转接半径由四分之一圆角处自然一分为二，四分之一圆周在凹模部分成形，负角转接处在拆卸环上成形，加热一段时间后，将毛料放入模具中，按预设计的工艺参数进行加压、保温、保压等工艺过程，由于零件负角截面的设计完成后取出零件和模具拆卸环5的组合体，通过后续车加工将零件与拆卸环分离，从而可实现拆卸环的循环使用，降低生产成本。

所述带有负角结构钛合金零件的加工装备，根据带有负角结构钛合金零件的结构特点，在外径侧有内钩式转接R，材料为钛合金材料，利用惰性气体的气压，使得在超塑性状态的毛料铺满到带负角的模具上实现零件成形，将模具工艺环随零件周转，再采用车或者激光等其他加工方法，车加工掉多余材料及工装工艺件，满足零件的设计要求。

所述带有负角结构钛合金零件的加工装备，解决了带负角结构的零件的成形寸问题，实现止动环零件高质量、高效率、低成本的研目的，为此类零件的加工提供了一种实用的新型装备结构。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为带有负角结构钛合金零件示意图；

图2为图1中A-A处剖视图；

图3为带有负角结构钛合金零件的加工装备结构示意图；

图4为图3中I处剖视图。

具体实施方式

实施例1

所述带有负角结构钛合金零件的加工装备构成如下：下模版1、上模版2、凸模3、凹模4、拆卸环5、限位板6、转接嘴7和通气管12；所述上模版2连接于凸模3上侧，凸模3内设置有通气路，通气路的一端通过转接嘴7与通气管12相连接，通气路的另一端与凹模4相通，凸模3与凹模4相连接，拆卸环5位于凹模4内转接R处型面处，凸模3下端设置有压边圈，所述压边圈位于拆卸环5的外侧，环形0.5mm的压边圈的作用一个是在零件上形成压槽，实现模具内部的密封，另外改善拉成型过程中金属的流动，提高零件成型的表面质量。限位板6连接于凸模3和凹模4一端，下模版1连接于凹模4下侧。

所述凸模3和凹模4通过销子8相连。所述限位板6通过螺钉9与凸模3和凹模4相连。下模版1的两端分别设置有螺钉9。上模版2的一端设置有螺钉9。

所述拆卸环5和凹模4通过锥面相连。保证工装及零件同心。

负角截面转接半径由四分之一圆角处一分为二，四分之一圆周在凹模4成形，负角转接处在拆卸环5上成形。

所述带有负角结构钛合金零件的加工装备采用凸模3上部进气，以凸模3、拆卸环5、转接嘴7和通气管12形成通气路，凸模3与转接嘴7采用螺纹连接后氩弧焊接结构，加强气路的密封，密封主要靠凸模上的压延筋与毛料及凹模之间的压力，使毛料与凸模压延边完全贴合，形成密封腔体，确保成型过程中的实际压力。

所述带有负角结构钛合金零件的加工工艺成型过程：将模具连接好后，将除拆卸环5以外的所有零件装到超塑成型装备中进行预热，事先将零件及拆卸环5涂止焊剂，防止热成型过程中零件与模具粘连，当模具达到工艺温度后将拆卸环5放入模具中，利用拆卸环5锥面和凹模锥面的自动定心保证拆卸环5与模具同心，负角截面转接半径由四分之一圆角处自然一分为二，四分之一圆周在凹模部分成形，负角转接处在拆卸环上成形，加热一段时间后，将毛料放入模具中，按预设计的工艺参数进行加压、保温、保压等工艺过程，由于零件负角截面的设计完成后取出零件和模具拆卸环5的组合体，通过后续车加工将零件与拆卸环分离，从而可实现拆卸环的循环使用，降低生产成本。

所述带有负角结构钛合金零件的加工装备，根据带有负角结构钛合金零件的结构特点，在外径侧有内钩式转接R，材料为钛合金材料，利用惰性气体的气压，使得在超塑性状态的毛料铺满到带负角的模具上实现零件成形，将模具工艺环随零件周转，再采用车或者激光等其他加工方法，车加工掉多余材料及工装工艺件，满足零件的设计要求。

所述带有负角结构钛合金零件的加工装备，解决了带负角结构的零件的成形寸问题，实现止动环零件高质量、高效率、低成本的研目的，为此类零件的加工提供了一种实用的新型装备结构。

Claims (3)

1.一种带有负角结构钛合金零件的加工装备，其特征在于：所述带有负角结构钛合金零件的加工装备构成如下：下模版(1)、上模版(2)、凸模(3)、凹模(4)、拆卸环(5)、限位板(6)、转接嘴(7)和通气管(12)；所述上模版(2)连接于凸模(3)上侧，凸模(3)内设置有通气路，通气路的一端通过转接嘴(7)与通气管(12)相连接，通气路的另一端与凹模(4)相通，凸模(3)与凹模(4)相连接，拆卸环(5)位于凹模(4)内带有负角结构钛合金零件的负角结构型面处，凸模(3)下端设置有压边圈，所述压边圈位于拆卸环(5)的外侧，限位板(6)连接于凸模(3)和凹模(4)一端，下模版(1)连接于凹模(4)下侧。

2.按照权利要求1所述带有负角结构钛合金零件的加工装备，其特征在于：所述拆卸环(5)和凹模(4)通过锥面相连。

3.按照权利要求2所述带有负角结构钛合金零件的加工装备，其特征在于：负角截面转接半径由四分之一圆角处一分为二，四分之一圆周在凹模(4)成形，负角转接处在拆卸环(5)上成形。