CN201030404Y

CN201030404Y - 热压罐时效成形模具

Info

Publication number: CN201030404Y
Application number: CNU2007200315844U
Authority: CN
Inventors: 甘忠; 张志国; 许旭东
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2017-04-20

Abstract

本实用新型是一种热压罐时效成形模具，包括底板(4)、框板(2)、定位条(1)、偏心轴(6)和形板(5)。底板(4)为矩形或方形板，四边有框板(2)，构成了模具的型腔。在与形板(5)相平行的框板上分别有通气孔和衬套孔，偏心轴(6)安装在衬套(3)中；定位条(1)安装在形腔内，与形板在水平面相垂直。多块形板(5)分布在型腔内且间距可调，其上表面为曲面，下表面的两边分别有锁紧槽(8)和定位槽(7)，其中锁紧槽与衬套孔处于同一轴线上，偏心轴(6)垂直安装在锁紧槽内；定位槽为方形，卡装在定位条(1)上。本实用新型可成形单曲率、扭转－高筋条－双曲率平板零件与整体壁板，具有快速更换形面，成本低，结构简单的特点。

Description

热压罐时效成形模具

一、技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，是一种热压罐时效成形模具。

二、背景技术

目前，壁板成形技术以压弯、喷丸等工艺为主，对于单曲率的壁板还采用滚弯的办法来成形，压弯技术的工程条件，使用大型闸压机或液压机根据板坯厚度和技术要求选用专用或通用压弯模，成形时需要较高的操作技术成形零件易扭翘表面易出“稜子“，喷丸成形借助压缩空气或高速叶轮的离心力驱动弹丸流撞击板坯表面，受喷层表面积增大产生内弯矩近而产生塑性变形达到成形的目的，喷丸的工艺装备简单但加工时对工人操作技巧和经验依赖性大，目前尚未出现严格定量的工艺程序，以上成形方法不能对带筋条/凸缘变厚度机翼整体壁板成形，特别是对于高强度轻量化扭转-高筋条-S型双曲面整体壁板结构，目前没有可以应用的成熟技术。

早在80年代，美国洛克威尔公司，空军司令部和Avco公司联合开发了热压罐中时效成形工艺，用于成形飞机工业史上形状最复杂的机翼壁板，将时效成形技术用于制造复杂的飞机机翼壁板，还包括美国Textron(达信)制造的Gulfstream GIV、以及空客A330/340、A380的机翼上壁板、英国British Aerospacc制造的Hawk飞机机翼上壁板。美国洛克威尔公司，空军司令部和Avco公司用于该工艺的成形模具在成形时整个模具的温度场精度(±3℃)，空中客车公司用于A380机翼上壁板的模具温度场精度(±1.5℃)，整个模具采用模块化的设计，可以对模具形面进行局部修改。国外用于时效工艺的模具均为整体铸造而成，这种整体铸造的模具仅适用于一个零件成形，使得加工周期长、成本高。

三、发明内容

为克服传统的壁板成形技术无法实现对带筋条/凸缘变厚度机翼整体成形，以及目前在采用时效工艺对零件成形时所用的模具为整体铸造而成，使得加工周期长、成本高的不足，本实用新型提出了一种热压罐时效成形模具。

本实用新型为框板结构，包括底板、框板、定位条、支撑块、偏心轴、衬套和形板，其中：

底板为矩形或方形板，在该板上表面四周的周边开有通槽；底板一边的中部有用于固定支撑块的螺栓孔，在与之对应的另一边，有多个用于固定定位条的螺栓孔。

框板有四块，均为矩形条板，其厚度与底板上的通槽的宽度相同，被安装在通槽中围成四方形，构成了模具的型腔；框板与通槽之间为过盈配合、被固定在底板通槽内；四块框板之间在四个角上相互固定连接。在与形板相平行的两侧框板上有通气孔；并且在该框板上还各有一个衬套孔，两个衬套孔的中心处于同一轴线上。衬套嵌套在衬套孔内，与衬套孔间隙配合，并被固定在框板上。

为防止在对模具加压和抽真空时形板会产生位移，本发明通过偏心轴将形板锁紧。偏心轴的两端有轴肩，并且两端的轴肩分别被安装在两侧框板上的衬套中。

被固连在底板上的定位条为条状板，其长度略小于形腔的长度，该定位条上有多个用于在底板上定位的销钉孔，其数量依据模具尺寸确定；定位条被安装在形腔内底板上，与形板在水平面相互垂直。

形板为多块，分布在模具的型腔内，且间距可调；形板的外形为长条板状，上表面为曲面，下表面为平面，且在下表面的两边各开有一个槽，其中一个是梯形的锁紧槽，即该槽的一边为直边，相对应的另一边为向内的斜边，使槽口小于槽底，并且的宽度小于高度；该槽的位置与框板的衬套孔处于同一轴线上，将偏心轴垂直置于槽内，使偏心轴的顶点挨着槽底；当偏心轴转动时，其顶点旋转至水平方向，由于槽口小于槽底，使偏心轴卡住，进而实现了对形板的锁紧。另一个槽为定位槽，形状为方形，其宽度略大于定位条的宽度，卡装在定位条上，实现对形板的定位。形板上表面的曲率根据壁板的曲率要求而确定。

本实用新型由于采用了较宽的形板，因此由双曲零件成形产生的倾斜力可以由底面完全消除因此形板不会侧倒，凸轮通过衬套与框板连接，以延长框板使用寿命。

本实用新型具有快速更换形面，制造成本低，结构简单等特点，能够成形单曲率、扭转-高筋条-双曲率平板零件与整体壁板结构零件，此外模具形板之间的相对位置可调，可以改变整个模具的温度场，为热成形模具提供设计经验。

四、附图说明

附图1是热压罐时效成形模具的结构示意图。

附图2是形板在热压罐时效成形模具形腔内的布局示意图(A-A)。

附图3是形板在热压罐时效成形模具形腔内的装配示意图(B-B)。

附图4是偏心轴与支撑块安装示意图。

附图5是实施例二的结构示意图。

其中：

1.定位条2.框板3.衬套4.底板5.形板6.偏心轴

7.定位槽8.锁紧槽9.支撑块

五、具体实施方式

实施例一

本实施例是用于机身外蒙皮成型的热压罐时效成形模具(附图1)，为框板结构，包括底板4、框板2、定位条1、偏心轴6、衬套3和形板5，其中：

底板4为矩形，在该板上表面四周的周边开有通槽。框板2有四块，均为矩形条板，其厚度与底板4上通槽的宽度相同，被安装在通槽中围成四方形，构成了模具的型腔；框板2与底板4的通槽之间为过盈配合，并通过位于底板通槽内的螺栓孔被固定在底板通槽内；四块框板2之间在四个角上通过螺栓相互固定连接。在与形板5相平行的两侧框板2上，有两个用于抽真空的通气孔；并且在该框板上还各有一个衬套孔，两个衬套孔的中心处于同一轴线上。衬套3为贯通的中空筒，一端有用于与框板2连接的耳片，使整个衬套3的外形呈“T”形，偏心轴的两端通过轴肩安装在两侧框板上的衬套中；衬套3的内径略大于偏心轴6两端轴肩的外径，与偏心轴6的轴肩间隙配合；衬套3的外径小于衬套孔的内径，被嵌套在衬套孔内，亦与衬套孔间隙配合，并通过耳片固定在框板2上。

被固连在底板4上的定位条1为条状板，其长度略小于形腔的长度，被安装在形腔内，并与形板5在水平面相互垂直；定位条1上有3个用于在底板上定位的销钉孔。

本实施例有五块形板5，形板的外形为长条板状，上表面为曲面，下表面为平面，且在下表面的两边各开有一个槽。其中一个槽是梯形的锁紧槽8，即该槽的一边为直边，相对应的另一边为向内的斜边，使槽口小于槽底，并且的宽度小于高度；该槽的位置与框板上衬套孔的中心处于同一轴线上，将偏心轴6垂直置于槽内，使偏心轴6的顶点挨着槽底；当偏心轴转动时，其顶点旋转至水平方向时，由于槽口小于槽底，使偏心轴6卡住，从而实现了对形板的锁紧，以防止在对模具加压和抽真空时形板5会产生位移。另一个槽为定位槽7，形状为方形，其宽度略大于定位条1的宽度，卡装在定位条1上，实现对形板的定位。使用时，将五块形板5分布在模具的型腔内，使其下表面的锁紧槽8和定位槽7分别与偏心轴6和定位条1配合，并且各形板5之间的间距可调。

五块形板5表面的曲率依据所要加工成形的机身外蒙皮的曲率确定。由于机身外蒙皮为等曲率，故本实施例中各形板的曲率相同，其半径范围均为1500mm、形板形面的玄长为500mm。本实施例对形板5的加工要求比较严格，对于成形同一零件的几块形板必须在同一机床上同时加工，以保证形板工作面的高度统一性。

本实施例在成形机身壁板时，将机身壁板置于模具形板5的定位槽内，将八个热电偶贴于机翼壁板表面、并铺敷透气层、粘贴真空袋，连接管路线路。抽真空进热压罐加压，当零件完全贴模时升温时效，保温一段时间取出零件完全回弹及得到我们所需要的零件。

实施例二

本实施例是用于机翼外蒙皮成型的热压罐时效成形模具(附图5)，为框板结构，包括底板4、框板2、定位条1、偏心轴6、衬套3和形板5，其中：

底板4为方形，在该板上表面四周的周边开有通槽。框板2有四块，均为矩形条板，其厚度与底板4上通槽的宽度相同，被安装在通槽中围成四方形，构成了模具的型腔；框板2与底板4的通槽之间为过盈配合，并通过位于底板通槽内的螺栓孔被固定在底板通槽内；四块框板2之间在四个角上通过螺栓相互固定连接。在与形板5相平行的两侧框板2上，有两个用于抽真空的通气孔；并且在该框板上还各有一个衬套孔，两个衬套孔的中心处于同一轴线上。衬套3为贯通的中空筒，一端有用于与框板2连接的耳片，使整个衬套3的外形呈“T”形，偏心轴的两端通过轴肩安装在两侧框板上的衬套中；衬套3的内径略大于偏心轴6两端轴肩的外径，与偏心轴6的轴肩间隙配合；衬套3的外径小于衬套孔的内径，被嵌套在衬套孔内，亦与衬套孔间隙配合，并通过耳片固定在框板2上。

由于机翼的玄长较长，使得模具以及安装在模具上的偏心轴亦较长，未防止偏心轴挠度过大，本实施例将偏心轴分为两根，并且两根轴的两端均有轴肩，通过一内部为贯通孔的支撑块将两根轴支撑，即两根轴两端的轴肩分别安装在衬套和支撑块的贯通孔中。支撑块被固定在底板上。

被固连在底板4上的定位条1为条状板，其长度略小于形腔的长度，被安装在形腔内，并与形板5在水平面相互垂直；定位条1上有5个用于在底板上定位的销钉孔。

本实施例有六块形板5，形板的外形为长条板状，上表面为曲面，下表面为平面，且在下表面的两边各开有一个槽。其中一个槽是梯形的锁紧槽8，即该槽的一边为直边，相对应的另一边为向内的斜边，使槽口小于槽底，并且的宽度小于高度；该槽的位置与框板上衬套孔的中心处于同一轴线上，将偏心轴6垂直置于槽内，使偏心轴6的顶点挨着槽底；当偏心轴转动时，其顶点旋转至水平方向时，由于槽口小于槽底，使偏心轴6卡住，从而实现了对形板的锁紧，以防止在对模具加压和抽真空时形板5会产生位移。另一个槽为定位槽7，形状为方形，其宽度略大于定位条1的宽度，卡装在定位条1上，实现对形板的定位。使用时，将六块形板5分布在模具的型腔内，使其下表面的锁紧槽8和定位槽7分别与偏心轴6和定位条1配合，并且各形板5之间的间距可调。

六块形板5表面的曲率依据所要加工成形的机翼外蒙皮的曲率确定。由于该块机翼外蒙皮为双曲率，故本实施例中各形板的曲率不同，形面两个方向的曲率分别为2500mm和8000mm、形板形面的玄长为800mm。本实施例对形板5的加工与安装要求比较严格，对于成形同一零件的几块形板必须在同一机床上同时加工，以保证形板工作面的连续性与光滑性。

本实施例在成形机翼壁板时，将机翼壁板毛坯定位于垫板上，在将垫板定位在框板上，将八个热电偶贴于机翼壁板表面、并铺敷透气层、粘贴真空袋，连接管路线路。抽真空进热压罐加压，当垫板与零件完全贴模时升温时效，保温一段时间取出零件完全回弹及得到我们所需要的零件。

Claims

1.一种热压罐时效成形模具，其特征在于采用框板结构，包括底板(4)、框板(2)、定位条(1)、偏心轴(6)、衬套(3)和形板(5)，其中，底板(4)为矩形或方形板，上表面四周的周边开有通槽；框板(2)被安装在底板通槽中，构成了模具的型腔；在与形板(5)相平行的两侧框板(2)上分别有通气孔和衬套孔，衬套(3)嵌套在衬套孔内，并且两侧框板上衬套孔的中心处于同一轴线上；偏心轴(6)两端的轴肩被安装在衬套(3)中；定位条(1)为条状板，被安装在形腔内，与形板(5)在水平面相互垂直；在定位条(1)上有用于在底板(4)上定位的销钉孔；形板(5)为多块，分布在模具的型腔内，且间距可调；形板(5)的外形为长条板状，上表面为曲面；在下表面的两边分别有锁紧槽(8)和定位槽(7)，其中锁紧槽(8)的中心线与框板(2)上的衬套孔中心线处于同一轴线上，并且偏心轴(6)垂直安装在锁紧槽内；定位槽(7)为方形，卡装在定位条(1)上。

2.如权利要求1所述热压罐时效成形模具，其特征在于框板(2)与底板通槽之间为过盈配合、被固定在底板通槽内；各框板(2)之间在四个角上相互固定连接。

3.如权利要求1所述热压罐时效成形模具，其特征在于锁紧槽的内腔为梯形，并且槽口小于槽底、宽度小于高度。

4.如权利要求1所述热压罐时效成形模具，其特征在于衬套(3)与衬套孔之间为间隙配合，并被固定在框板上。