CN109127984A - 一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，包括阳模座、阴模座、第1次聚集冲头、第1次聚集固定阴模、第1次聚集活动阴模、第2次聚集冲头、第2次聚集固定阴模、第2次聚集活动阴模、第3次聚集冲头、第3次聚集固定阴模、第3次聚集活动阴模、成型冲头、成型固定阴模、成型活动阴模、夹方固定阴模、夹方活动阴模。本发明的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具结构简单、操作方便，解决了大榫头铝合金叶片在顶锻制坯过程中,坯料变形容易失稳,造成分模面毛刺及聚集锥体凹陷，最终顶锻成型时在榫头圆盘与杆部转接圆角处形成折叠裂纹的技术问题。

Description

一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具

技术领域

本发明涉及航空发动机叶片加工技术领域，尤其涉及一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具。

背景技术

铝合金材料因比重小、比强度高，用于制作航空发动机低压压气机叶片，达到减轻发动机重量的目的。但铝合金叶片榫头大、叶身薄，叶片顶锻制坯时变形部分长径比大，需多次聚集后才能最终成型制坯；加之铝合金材料高温强度低，设备运行摆动，如各聚集工步尺寸匹配不恰当，顶锻过程中容易造成坯料失稳，形成分模面毛刺及聚集锥体凹陷，最终顶锻成型时在大圆盘及大圆盘与杆部转接圆角处形成锻件折叠的情况。若折叠缺陷排除不干净，在终锻件上就会形成锻造折叠裂纹，造成锻件报废；若缺陷打磨排除量过大，大圆盘与杆部转接圆角处过渡不圆滑，终锻时造成流线不畅，严重时容易造成涡流缺陷，影响零件的使用寿命，严重时引发叶片断裂事故。因此铝合金叶片顶锻制坯设计要求很精确。

传统的顶锻模设计参照设计手册参数进行，忽略了铝合金材料顶锻成型的特殊性，造成大量的叶片因锻件折叠、裂纹报废的问题，废品率高达50％，严重影响产品交付，且质量隐患极大。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，解决了大榫头铝合金叶片在顶锻制坯过程中,坯料变形容易失稳,造成分模面毛刺位置不固定及聚集锥体凹陷，最终顶锻成型时在榫头圆盘与杆部转接圆角处形成折叠裂纹的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，其具体技术方案如下：一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，包括阳模座、阴模座、第1次聚集冲头、第1次聚集固定阴模、第1次聚集活动阴模、第2次聚集冲头、第2次聚集固定阴模、第2次聚集活动阴模、第3次聚集冲头、第3次聚集固定阴模、第3次聚集活动阴模、成型冲头、成型固定阴模、成型活动阴模；

所述第1次聚集冲头、第2次聚集冲头、第3次聚集冲头形状均为圆柱体，一端内部设置有聚集成型孔，所述成型冲头形状为圆柱体，所述阳模座上设置有与第1次聚集冲头、第2次聚集冲头、第3次聚集冲头、成型冲头均能连接的若干第一连接孔；

所述第1次聚集固定阴模与第1次聚集活动阴模配合，并形成第1次聚集阴模，第2次聚集固定阴模与第2次聚集活动阴模配合形成第2次聚集阴模，第3次聚集固定阴模与第3次聚集活动阴模配合形成第3次聚集阴模，所述成型固定阴模与成型活动阴模配合形成成型阴模；所述第1次聚集阴模内部设置有与坯料及第1次聚集冲头配合的第二连接孔和第三连接孔，所述第二连接孔一部分为圆柱孔，另一部分为圆锥孔；所述第2次聚集阴模内部设置有与第1次聚集成型的坯料及第2次聚集冲头配合的第四连接孔和第五连接孔，所述第四连接孔一部分为圆柱孔，另一部分为圆锥孔；所述第3次聚集阴模内部设置有与第2次聚集成型的坯料及第3次聚集冲头配合的第六连接孔和第七连接孔，所述第六连接孔一部分为圆柱孔，另一部分为圆锥孔；所述成型阴模内部设置有与第3次聚集成型的坯料及成型冲头配合的第八连接孔和第九连接孔；所述阴模座上分别设置有与第1次聚集阴模、第2次聚集阴模、第3次聚集阴模、成型阴模分别连接的若干第十连接孔；

所述第1次聚集冲头与第1次聚集阴模、第2次聚集冲头与第2次聚集阴模、第3次聚集冲头与第3次聚集阴模、成型冲头与成型阴模分别配对使用，分别用于坯体第一次聚集、第二次聚集、第三次聚集、头部成型的加工。

本发明提供的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具减小了聚集锥体大小头直径的放大系数，其系数比锻压设计手册推荐值减小30％-50％，减小了每次聚集的变形量，增加聚集工步，确保了聚集时坯料不失稳。

进一步的，为了确保每一次变形充填饱满，所述第1次聚集、第2次聚集、第3次聚集的锥体体积均相等。

进一步的，为了解决了上一工步聚集时产生的毛刺对下一工步聚集带来的不良影响，确保第1次、第2次、第3次聚集产生的毛刺始终处于相同位置，所述第1次、第2次、第3次聚集产生的毛刺始终处于分模线位置。

进一步的，为了增加坯料金属的流动性和更加准确对坯料定位，解决锻件折叠裂纹的问题，所述一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具还包括夹方固定阴模、夹方活动阴模，所述夹方固定阴模与夹方活动阴模配合形成夹方阴模，所述阴模座通过第八连接孔与夹方阴模连接。

进一步的，为了方便模具安装，所述第1次聚集固定阴模、第1次聚集活动阴模、第2次聚集冲头、第2次聚集固定阴模、第2次聚集活动阴模、第3次聚集冲头、第3次聚集固定阴模、第3次聚集活动阴模、成型固定阴模、成型活动阴模均设置有工艺安装螺孔。

同时，根据平锻机的功率及加工效率要求，本发明的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，阳模座、阴模座可以同时安装一个或多个配对的冲头和阴模，一次完成1个或者多个坯料的加工。

本发明提供的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具具有如下有益技术效果：

1、本发明提供的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，减小了聚集锥体直径的系数，增加聚集工步，有效解决了坯料变形时失稳的问题；

2、本发明提供的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，第1次、第2次、第3次聚集的锥体体积设计为相等，确保每一次变形充填饱满；并且第1次、第2次、第3次聚集产生的毛刺始终处于分模线位置，有效解决了上一工步聚集时产生的毛刺对下一工步变形带来的不良影响；

3、本发明提供的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，坯料头部成型后，将圆形坯料继续夹成方形坯料，有利于坯料金属的流动和坯料定位，解决了锻件折叠裂纹的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第1次聚集、2次聚集、3次聚集模具示意图；

图2是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第1次聚集冲头示意图；

图3是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第2次聚集冲头示意图；

图4是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第3次聚集冲头示意图；

图5是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具成型冲头示意图；

图6是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第1次聚集阴模示意图；

图7是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第1次聚集固定阴模示意图；

图8是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第1次聚集活动阴模示意图；

图9是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第2次聚集阴模示意图；

图10是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第2次聚集固定阴模示意图；

图11是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第2次聚集活动阴模示意图；

图12是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第3次聚集阴模示意图；

图13是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第3次聚集固定阴模示意图；

图14是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具第3次聚集活动阴模示意图；

图15是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具成型阴模示意图；

图16是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具成型固定阴模示意图；

图17是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具成型活动阴模示意图；

图18是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具夹方阴模示意图；

图19是图18的俯视图；

图20是一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具成型、夹方模具示意图。

图中1-阳模座；2-阴模座；3-第1次聚集冲头；4-第1次聚集阴模；5-第1次聚集固定阴模；6-第1次聚集活动阴模；7-第2次聚集冲头；8-第2次聚集阴模；9-第2次聚集固定阴模；10-第2次聚集活动阴模；11-第3次聚集冲头；12-第3次聚集阴模；13-第3次聚集固定阴模；14-第3次聚集活动阴模；15-成型冲头；16-成型阴模；17-成型固定阴模；18-成型活动阴模；19-夹方阴模；20-夹方固定阴模；21-夹方活动阴模。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明所述的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具如图1-20所示，一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，包括阳模座1、阴模座2、第1次聚集冲头3、第1次聚集固定阴模5、第1次聚集活动阴模6、第2次聚集冲头7、第2次聚集固定阴模9、第2次聚集活动阴模10、第3次聚集冲头11、第3次聚集固定阴模13、第3次聚集活动阴模14、成型冲头15、成型固定阴模17、成型活动阴模18、夹方固定阴模20、夹方活动阴模21。

将第1次聚集、2次聚集、3次聚集的模具从上至下依次安装在平锻机上，其中第1次聚集冲头3、第2次聚集冲头7、第3次聚集冲头11依次安装在滑块阳模座1上；所述第1次聚集固定阴模与第1次聚集活动阴模配合，并形成第1次聚集阴模4，第2次聚集固定阴模与第2次聚集活动阴模配合形成第2次聚集阴模8，第3次聚集固定阴模与第3次聚集活动阴模配合形成第3次聚集阴模12；第1次聚集阴模、第2次聚集阴模、第3次聚集阴模依次安装在阴模座2上。

模具预热150-250℃。坯料第一次加热后，放在第1次聚集阴模4的固定阴模5内定位，第1次聚集活动阴模6向固定阴模5运动，夹紧坯料，第1次聚集冲头3向第1次聚集阴模4运动，使坯料在第1次聚集冲头3和第1次聚集阴模4的共同作用下完成第1次聚集成型。

第2次聚集、第3次聚集工作原理同上。坯料依次完成第一次1次、第2次聚集、第三次聚集后，坯料空冷；将第1次聚集冲头3、第2次聚集冲头7、第3次聚集冲头11从滑块阳模座1内取出，同时将第1次聚集阴模、第2次聚集阴模、第3次聚集阴模从阴模座中取出。

打磨空冷后的坯料分模面上形成的横向毛刺。

将头部成型、头部夹方模具从上至下依次安装在平锻机上，其中成型冲头15安装在滑块阳模座1上，所述成型固定阴模17与成型活动阴模18配合形成成型阴模16，所述夹方固定阴模20与夹方活动阴模21配合形成夹方阴模19，所述成型固定阴模17、夹方阴模19依次安装在阴模座2上。

所述磨净毛刺的坯料第二次加热后，依次完成头部成型、头部夹方。其中头部成型、头部夹方的模具工作原理与第一次聚集工作原理相同。

根据生产需要及平锻机功率，本发明所述的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，第一次聚集、第二次聚集、第三次聚集、头部成型、头部夹方需要的阳模及阴模可以同时安装在同一对应的阳模座1、阴模座2内，一次可以对多个处于不同加工阶段的坯料进行加工。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，其特征在于，包括阳模座、阴模座、第1次聚集冲头、第1次聚集固定阴模、第1次聚集活动阴模、第2次聚集冲头、第2次聚集固定阴模、第2次聚集活动阴模、第3次聚集冲头、第3次聚集固定阴模、第3次聚集活动阴模、成型冲头、成型固定阴模、成型活动阴模；

所述第1次聚集冲头、第2次聚集冲头、第3次聚集冲头形状均为圆柱体，一端内部设置有聚集成型孔，所述聚集成型孔均为锥形孔，所述成型冲头形状为圆柱体，所述阳模座上设置有与第1次聚集冲头、第2次聚集冲头、第3次聚集冲头、成型冲头均能连接的若干第一连接孔；

所述第1次聚集固定阴模与第1次聚集活动阴模配合形成第1次聚集阴模，第2次聚集固定阴模与第2次聚集活动阴模配合形成第2次聚集阴模，第3次聚集固定阴模与第3次聚集活动阴模配合形成第3次聚集阴模，所述成型固定阴模与成型活动阴模配合形成成型阴模；所述第1次聚集阴模内部设置有与坯料及第1次聚集冲头配合的第二连接孔和第三连接孔，所述第二连接孔一部分为圆柱孔，另一部分为圆锥孔；所述第2次聚集阴模内部设置有与第1次聚集成型的坯料及第2次聚集冲头配合的第四连接孔和第五连接孔，所述第四连接孔一部分为圆柱孔，另一部分为圆锥孔；所述第3次聚集阴模内部设置有与第2次聚集成型的坯料及第3次聚集冲头配合的第六连接孔和第七连接孔，所述第六连接孔一部分为圆柱孔，另一部分为圆锥孔；所述成型阴模内部设置有与第3次聚集成型的坯料及成型冲头配合的第八连接孔和第九连接孔，所述第八连接孔一部分为圆柱孔，另一部分为圆锥孔；所述阴模座上分别设置有与第1次聚集阴模、第2次聚集阴模、第3次聚集阴模、成型阴模均能连接的若干第十连接孔；

所述第1次聚集冲头与第1次聚集阴模、第2次聚集冲头与第2次聚集阴模、第3次聚集冲头与第3次聚集阴模、成型冲头与成型阴模分别配合。

2.根据权利要求1所述的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，其特征在于，所述第1次聚集冲击头聚集成型孔体积与第1次聚集阴模第二连接孔圆锥孔部分体积和、第2次聚集冲击头聚集成型孔体积与第2次聚集阴模第四连接孔圆锥孔部分体积和、第3次聚集冲击头聚集成型孔体积与第3次聚集阴模第六连接孔圆锥孔部分体积和均相等。

3.根据权利要求1所述的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，其特征在于，所述第1聚集次、第2次聚集、第3次聚集产生的毛刺始终处于分模线位置。

4.根据权利要求1所述的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，其特征在于，所述一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具还包括夹方固定阴模、夹方活动阴模，所述夹方固定阴模与夹方活动阴模配合形成夹方阴模，所述阴模座通过第八连接孔与夹方阴模连接。

5.根据权利要求1所述的一种大榫头铝合金叶片顶锻制坯模具，其特征在于，所述第1次聚集固定阴模、第1次聚集活动阴模、第2次聚集冲头、第2次聚集固定阴模、第2次聚集活动阴模、第3次聚集冲头、第3次聚集固定阴模、第3次聚集活动阴模、成型固定阴模、成型活动阴模均设置有工艺安装螺孔。