CN110834045A - 一种钛合金深v型航空钣金件冲压成形模具及其压制方法 - Google Patents

一种钛合金深v型航空钣金件冲压成形模具及其压制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，上模板通过内六角螺栓a、内六角螺栓c分别与后限位板和前限位板固定；凸模通过内六角螺栓b固定在上模板上；凹模为分体式设计，且凹模组合后设有预成形V型槽口；后定位板通过内六角螺栓d固定在一侧的凹模上凹模设置在凹模固定圈内，插板设置在凹模固定圈与凹模的缝隙里；下模板通过内六角螺栓e与凹模固定圈固定；下模板设有安装口，顶出器设置在安装口内，且顶出器的一端伸入凹模底部设；侧面定位块设置在凹模一侧的端面上，且侧面定位块上设有一字螺栓和圆柱销；通过侧面定位块和后定位板对待加工毛料进行定位。成形模具使用寿命提高，减少了零件交付前的型面抛修工作量。

Description

一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具及其压制方法
技术领域
本发明涉及塑性加工技术领域，特别涉及一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具及其压制方法。
背景技术
一种钛合金深V型航空钣金件为厚度1.5mm钛合金板材为原材料的冲压件，见图1属于功能构件，成形深度较大(成形深度：开口宽度＞8)，定义为深V型成形件。其要求的成形精度高，要求型面轮廓度不大于0.5mm，开口宽度公差为0.5mm，型面光滑，表面粗糙度不大于3.2um，对零件的制造质量和使用可靠性有较高要求；该类钛合金深V型航空钣金件采用的是整体凹模结构的模具见图2，主要存在以下问题：成形后取件零件型面变形；热成形零件表面划伤和地面压伤严重；成形模具整体深V形凹模制造工艺差，制造周期长；成形模具整体深V形凹模磨损后不能返修，模具使用寿命短。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具及其压制方法，具体技术方案如下：
一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，包括上模部分和下模部分组成；
所述上模部分由上模板、后限位板、前限位板、凸模组成；
所述下模部分由凹模、插板、凹模固定圈、下模板、后定位板、顶出器、侧面定位块和圆柱销组成；
所述上模板通过内六角螺栓a、内六角螺栓c分别与后限位板和前限位板固定；
所述凸模通过内六角螺栓b固定在上模板上；
所述凹模为分体式设计，且凹模组合后设有预成形V型槽口；
所述后定位板通过内六角螺栓d固定在一侧的凹模上
所述凹模设置在凹模固定圈内，插板设置在凹模固定圈与凹模的缝隙里；
所述下模板通过内六角螺栓e与凹模固定圈固定；
所述下模板设有安装口，顶出器设置在安装口内，且顶出器的一端伸入凹模底部设；
所述侧面定位块设置在凹模一侧的端面上，且侧面定位块上设有一字螺栓和圆柱销；通过侧面定位块和后定位板对待加工毛料进行定位。
所述的一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，其优选方案为所述凹模上端面上设有增大成形部位的转接圆角，且对转接圆角部位进行抛光处理。
所述的一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，其优选方案为所述上模部分和下模部分由铸造高温合金制成。
所述的一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，其优选方案为零件成形后零件底部与顶出器空开，靠凸模单模成形。
所述的一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，其优选方案为所述凹模上设置的转接圆角为R20。
一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具的压制方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一：通过计算并经过实际试验，确定零件成形前毛料形状及尺寸；
步骤二：加工符合图纸要求的毛坯，在零件毛坯上下表面均匀涂刷抗氧化和减小摩擦的水剂石墨，在空气中放置至干；
步骤三：安装模具到热成形机中，加热模具至工艺规定的成形温度650℃-680℃；
步骤四：启动热成形机，打开模具，按照图5位置，将毛料放置在模具上，靠近后定位板和侧面定位块定位面上；
步骤五：上模部分下行，凸模压住零件毛料进入分体凹模预成形槽口内，先完成零件的预成形，见图7，上模继续下行，凸模压住零件毛料进入分体凹模内，直到后限位板、前限位板的下表面贴紧分体凹模上表面，靠后限位板和前限位板稳定地限定模具闭合高度，保证成形间隙，成形压力为7T-9T，保压时间为3min-3.5min，完成零件的成形；
步骤六：打开模具，上模部分上行，凸模从分体凹模内脱出，设备下顶杆顶着顶出器上行，将成形完的零件从分体凹模内脱出，用夹紧钳将零件取出。
本发明的有益效果：本发明的技术方案解决了以往热成形此类构件存在的成形质量不稳定，成形后取件时零件型面变形，热成形零件表面划伤和底面压伤，成形模具整体深V形凹模制造工艺差，制造周期长；成形模具整体深V形凹模磨损后不能返修，模具使用寿命短等问题，实现了该类产品大批量、稳定、精密成形。采用铸造高温合金的增大模具表面硬度，增强模具表面抗氧化性能和抗磨损性能，解决了以前模具工作部位表面容易氧化形成氧化皮损伤零件表面的问题；凹模设计的预成形V型槽口，f为支撑摩擦点，减小零件成形时的表面摩擦力，并增大成形部位的转接圆角尺寸，由原来的R6增加至R20，对转接圆角部位进行抛光处理，大大减轻了以前零件热成形时零件表面划伤；新磨具限位由原来的两处小圆柱限位改为限位板，大大增加限位零件的面积，能够更加可靠地保证模具的成形间隙，解决以前由于限位块变形造成的零件成形质量一致性差的问题。凹模的分体式设计改进为高温合金，并增强了模具型面的抗磨性能，改善了凹模的制造及修理工艺性，模具型面磨损后可以再进行返修加工，从而延长模具的使用寿命；分体凹模底部设计的顶出器，成形后零件底部与顶出器空开，靠凸模单模成形，彻底避免了零件成形时底面压伤问题，由于摩擦、回弹等综合因素的影响，零件成形后留在凹模内，现有技术靠夹紧钳拽出导致零件型面变形，本发明靠顶出器顶出零件，分体凹模型面脱开，避免了零件取件型面变形。
成形模具使用寿命提高20倍以上，减少了零件交付前的型面抛修工作量，较改进前每百台可直接节约制造成本约30余万元，同时能够提高此类钛合金深V型航空钣金件的质量及其质量稳定性，能够有效地提高此类零件的使用寿命。
附图说明
图1为一种钛合金深V型航空板金件示意图；
图2为现有技术的模具结构示意图；
图3为成形前毛料形状及尺寸示意图；
图4为本发明成形模具截面图；
图5为本发明成形模具俯视图；
图6为a为改进前的热成形，b为改进后的热成形对比示意图；
图7为预成形示意图。
图中，1-上模板、2-内六角螺栓a、3-后限位板、4-内六角螺栓b、5-内六角螺栓c、6-前限位板、7-凸模、8-凹模、9-插板、10-凹模固定圈、11-内六角螺栓d、12-下模板、13-后定位板、14-内六角螺栓e、15-顶出器、16-侧面定位块、17-一字螺栓、18-圆柱销、19-预成形V型槽口、20-转接圆角。
具体实施方式
根据图3-7所示，一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，包括上模部分和下模部分组成；
所述上模部分由上模板1、后限位板3、前限位板6、凸模7组成；
所述下模部分由凹模8、插板9、凹模固定圈10、下模板12、后定位板113、顶出器15、侧面定位块16和圆柱销18组成；
所述上模板通过内六角螺栓a2、内六角螺栓c5分别与后限位板3和前限位板6固定；
所述凸模7通过内六角螺栓b4固定在上模板1上；
所述凹模8为分体式设计，且凹模组合后设有预成形V型槽口19；
所述后定位板13通过内六角螺栓d11固定在一侧的凹模8上
所述凹模8设置在凹模固定圈10内，插板9设置在凹模固定圈10与凹模8的缝隙里；
所述下模板12通过内六角螺栓e14与凹模固定圈10固定；
所述下模板12设有安装口，顶出器15设置在安装口内，且顶出器的一端伸入凹模8底部设；
所述侧面定位块16设置在凹模8一侧的端面上，且侧面定位块16上设有一字螺栓17和圆柱销18；通过侧面定位块16和后定位板13对待加工毛料进行定位。
所述凹模8上端面上设有增大成形部位的转接圆角20，且对转接圆角20部位进行抛光处理。
所述上模部分和下模部分由铸造高温合金制成。
零件成形后零件底部与顶出器空开，靠凸模7单模成形。
所述凹模8上设置的转接圆角20为R20。
一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具的压制方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一：通过计算并经过实际试验，确定零件成形前毛料形状及尺寸；
步骤二：加工符合图纸要求的毛坯，在零件毛坯上下表面均匀涂刷抗氧化和减小摩擦的水剂石墨，在空气中放置至干；
步骤三：安装模具到热成形机中，加热模具至工艺规定的成形温度650℃-680℃；
步骤四：启动热成形机，打开模具，按照图5位置，将毛料放置在模具上，靠近后定位板和侧面定位块定位面上；
步骤五：上模部分下行，凸模压住零件毛料进入分体凹模预成形槽口内，先完成零件的预成形，见图7，上模继续下行，凸模压住零件毛料进入分体凹模内，直到后限位板、前限位板的下表面贴紧分体凹模上表面，靠后限位板和前限位板稳定地限定模具闭合高度，保证成形间隙，成形压力为7T-9T，保压时间为3min-3.5min，完成零件的成形；
步骤六：打开模具，上模部分上行，凸模从分体凹模内脱出，设备下顶杆顶着顶出器上行，将成形完的零件从分体凹模内脱出，用夹紧钳将零件取出。

Claims (6)

1.一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，其特征在于，包括上模部分和下模部分组成；
所述上模部分由上模板、后限位板、前限位板、凸模组成；
所述下模部分由凹模、插板、凹模固定圈、下模板、后定位板、顶出器、侧面定位块和圆柱销组成；
所述上模板通过内六角螺栓a、内六角螺栓c分别与后限位板和前限位板固定；
所述凸模通过内六角螺栓b固定在上模板上；
所述凹模为分体式设计，且凹模组合后设有预成形V型槽口；
所述后定位板通过内六角螺栓d固定在一侧的凹模上
所述凹模设置在凹模固定圈内，插板设置在凹模固定圈与凹模的缝隙里；
所述下模板通过内六角螺栓e与凹模固定圈固定；
所述下模板设有安装口，顶出器设置在安装口内，且顶出器的一端伸入凹模底部设；
所述侧面定位块设置在凹模一侧的端面上，且侧面定位块上设有一字螺栓和圆柱销；通过侧面定位块和后定位板对待加工毛料进行定位。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，其特征在于，所述凹模上端面上设有增大成形部位的转接圆角，且对转接圆角部位进行抛光处理。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，其特征在于，所述上模部分和下模部分由铸造高温合金制成。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，其特征在于，零件成形后零件底部与顶出器空开，靠凸模单模成形。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具，其特征在于，所述凹模上设置的转接圆角为R20。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金深V型航空钣金件冲压成形模具的压制方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一：通过计算并经过实际试验，确定零件成形前毛料形状及尺寸；
步骤二：加工符合图纸要求的毛坯，在零件毛坯上下表面均匀涂刷抗氧化和减小摩擦的水剂石墨，在空气中放置至干；
步骤三：安装模具到热成形机中，加热模具至工艺规定的成形温度650℃-680℃；
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步骤五：上模部分下行，凸模压住零件毛料进入分体凹模预成形槽口内，先完成零件的预成形，见图7，上模继续下行，凸模压住零件毛料进入分体凹模内，直到后限位板、前限位板的下表面贴紧分体凹模上表面，靠后限位板和前限位板稳定地限定模具闭合高度，保证成形间隙，成形压力为7T-9T，保压时间为3min-3.5min，完成零件的成形；
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