CN207577232U - 超塑成形/扩散连接成形模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种超塑成形/扩散连接成形模具，包括上模具和下模具，上模具上设有凸模，凸模的侧边为向下延伸的斜面，下模具上设有与凸模相适配的凹模，凸模上设有第一避位槽和线槽，线槽位于第一避位槽的内圈，第一避位槽位于凸模的型腔边缘，凹模上设有第二避位槽和定位销，第二避位槽与第一避位槽位置相对且位于凹模的型腔边缘，定位销位于第二避位槽的外部；上模具上还设有导柱，导柱位于上模具的拐角处，下模具上设有与导柱适配的导向孔，导柱与导向孔之间存在间隙；下模具上还设有与外部连通的开模槽，开模槽位于下模具的端角处。本实用新型坯料定位精度高、模具合模精度高、易开模、产品表面质量好，扩散界面无未焊合缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及钛合金加工成形技术领域，特别是涉及一种超塑成形/扩散连接成形模具。
背景技术
超塑成形(SPF)/扩散连接(DB)技术是集超塑成形和扩散连接两种工艺于一体的组合工艺，要求材料具有相近的成形温度和连接温度，在一次加热过程中完成超塑成形(SPF)和扩散连接(DB)的两个工艺步骤。超塑成形/扩散连接结构形式多种多样，习惯上按毛坯板料层数来分类。有单一的超塑成形(SPF)加强构件，也有超塑成形(SPF)/扩散连接(DB)双层板、三层板、四层板结构。这些构件可以广泛应用于飞行器上的一些大型复杂钛结构件，例如机翼前缘、缝翼、各类承力壁板、导弹弹翼等构件，覆盖面较广。它对提高飞行器性能、减少结构件质量、降低制造成本等都具有传统制造工艺无法比拟的优越性。
超塑成形(SPF)和扩散连接(DB)技术，在现代航空航天工业发展的推动下，经过三十多年的开发研究和验证试验，现已进入实用阶段。超塑成形(SPF)/扩散连接(DB)技术已经成为推动现代航空航天结构设计概念发展和突破传统钣金成形方法的先进制造技术。
钛合金的超塑成形/扩散连接工艺成形温度在900℃左右，这就需要一种可加工性能好、高温强度高、抗氧化能力强的模具，成形模具和坯料一起加热、成形。生产实践表明，使用常规的平板结构超塑成形/扩散连接模具，坯料定位精度低、模具合模精度差且出炉时开模困难，产品表面氧化严重，容易出现压痕和褶皱，扩散界面容易出现大面积未焊合缺陷。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种坯料定位精度高、模具合模精度高、易开模、产品表面质量好、扩散界面无未焊合缺陷的超塑成形/扩散连接成形模具。
本实用新型一种超塑成形/扩散连接成形模具，包括上模具和下模具，所述上模具上设有凸模，所述凸模的侧边为向下延伸的斜面，所述下模具上设有与凸模相适配的凹模，所述凸模上设有第一避位槽和线槽，所述线槽位于所述第一避位槽的内圈，所述第一避位槽位于所述凸模的型腔边缘，所述凹模上设有第二避位槽和定位销，所述第二避位槽与第一避位槽位置相对且位于所述凹模的型腔边缘，所述定位销位于第二避位槽的外部；
所述上模具上还设有导柱，所述导柱位于上模具的拐角处，所述下模具上设有与导柱适配的导向孔，所述导柱与导向孔之间存在间隙；
所述下模具上还设有与外部连通的开模槽，所述开模槽位于下模具的端角处。
本实用新型超塑成形/扩散连接成形模具，其中所述凸模的型腔圆角处设有与外界连通的排气孔。
本实用新型超塑成形/扩散连接成形模具，其中所述排气孔的直径的为1mm。
本实用新型超塑成形/扩散连接成形模具，其中所述上模具与下模具的侧面两端均设有吊装孔。
本实用新型超塑成形/扩散连接成形模具，其中所述上模具与下模具的侧面中部均设有测温孔，所述测温孔处插设有热电偶。
本实用新型超塑成形/扩散连接成形模具，其中所述上模具与下模具的材质为ZG3Cr24Ni7N。
与现有技术相比，本实用新型所具有的优点和有益效果为：
本实用新型通过导柱与导向孔的适配安装便于上模具与下模具的定位合模，定位销定位坯料，同时，凸模与凹模合模时其各侧边相接触的面为斜面，斜面的设置使凸模与凹模之间彼此具有相互制约的力，进而对凸模与凹模之间的位移进行限制，使上模具与下模具合模时不会出现左右晃动的现象，合模精度高，从而提高工件的表面质量和扩散界面的扩散焊合率。
本实用新型导柱与导向孔之间为间隙配合，并设置了开模槽，模具开模时辅助使用撬杠，使撬杠的一端作为支点放置在开模槽内，便于模具开模。
下面结合附图对本实用新型的超塑成形/扩散连接成形模具作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型超塑成形/扩散连接成形模具中凸模与凹模的侧剖图；
图2为本实用新型超塑成形/扩散连接成形模具的侧视图；
图3为本实用新型超塑成形/扩散连接成形模具中凸模结构图；
图4为本实用新型超塑成形/扩散连接成形模具中凹模结构图；
其中：1、上模具；101、凸模；2、下模具；201、凹模；3、导柱；4、开模槽；5、吊装孔；6、测温孔；7、排气孔；8、第一避位槽；9、线槽；10、定位销；11、导向孔；12、第二避位槽。
具体实施方式
如图1、图3、图4所示，本实用新型一种超塑成形/扩散连接成形模具，包括上模具1和下模具2，上模具1上设有凸模101，凸模101的侧边为向下延伸的斜面，下模具2上设有与凸模101相适配的凹模201。上模具1上还设有导柱3，导柱3位于上模具1的拐角处，下模具2上设有与导柱3适配的导向孔11，导柱3与导向孔11之间存在间隙。
本实用新型通过导柱3与导向孔11的适配安装便于上模具1与下模具2的定位合模，同时，凸模101与凹模201合模时其各侧边相接触的面为斜面，斜面的设置使凸模101与凹模201之间彼此具有相互制约的力，进而对凸模101与凹模201之间的位移进行限制，使上模具1与下模具2合模时不会出现左右晃动的现象，上模具1与下模具2定位精确，合模精度高，上下模具型腔曲面间隙均匀，扩散连接时使坯料均匀受力，进而提高扩散界面焊合率。
由于导柱3与导向孔11之间存在间隙，导柱3与导向孔11之间为间隙配合，本实施例中，导柱3与导向孔11均设有4个，进而导柱3能够相对于导向孔11晃动，使上模具1与下模具2之间开模时使空气进入间隙内，进而便于开模，方便拆卸。
如图3、图4所示，凸模101上设有第一避位槽8和线槽9，线槽9位于第一避位槽8的内圈，第一避位槽8位于凸模101的型腔边缘，凹模201上设有第二避位槽12和定位销10，第二避位槽12与第一避位槽8位置相对且位于凹模201的型腔边缘，定位销10位于第二避位槽12的外部。
坯料放入模具前，对其进行封边焊接时，会有焊疤产生。第一避位槽8与第二避位槽12位置对应设置，使上模具1与下模具2合模时，两者之间形成一个连通的槽体，坯料放入模具后，焊疤位于第一避位槽8与第二避位槽12所形成的槽体内，具有避开坯料边缘焊疤的作用，防止因焊疤的产生使上模具1与下模具2出现配合不上的现象，进而避免零件出现未焊合缺陷。
线槽9的设置用于模具开模后对成形工件的切割定位。
定位销10的设置用于对放入凹模201的坯料进行定位，防止坯料活动，定位精度高，本实施例中，定位销10设有4个。
下模具2上还设有与外部连通的开模槽4，开模槽4位于下模具2的端角处。模具开模时辅助使用撬杠，使撬杠的一端作为支点放置在开模槽4内，便于模具开模。
凸模101的型腔圆角处设有与外界连通的排气孔7，其中排气孔7的直径的为1mm，其位置与数量根据耐热蒙皮零件形状确定。排气孔7的设置用于模具在成形过程中将型腔内的空气排出，使坯料在超塑成形过程中其表面不会出现凹坑、塌陷或成形不全等缺陷，成形工件表面质量好。
如图2所示，上模具1与下模具2的侧面两端均设有吊装孔5，便于对模具进行吊装。
上模具1与下模具2的侧面中部均设有测温孔6，测温孔6处插设有热电偶，工件成形时将热电偶插入孔内进行测温，通过热电偶可以实时测得模具内的温度，以便在实验过程中对温度进行监控。
上模具1与下模具2的材质为ZG3Cr24Ni7N，该材质属于耐热不锈钢，性价比高，有较高的抗氧化性和高温强度，使用温度可到1050℃。
工作原理：首先将坯料放入凹模201的型腔内，并使用定位销10对坯料进行定位，坯料定位完毕后，通过导柱3与导向孔11配合安装使上模具1与下模具2实现合模；然后将热电偶插入测温孔6内进行实时监测模具内部温度，并将模具进炉升温成形，成形完毕后进行降温至室温并使模具出炉，将热电偶取出；最后采用撬杠一端作为支点放置在开模槽4处，将上模具1与下模具2轻轻撬开，利用吊装孔将上模具1吊起，将成形工件取出。
本实用新型采用定位销10定位坯料，配合斜面定位凸凹模201，提高了定位精度，从而提高零件的表面质量和扩散界面的扩散焊合率。导柱3与导向孔11之间采用间隙配合，并设置了开模槽4，出炉开模更加容易。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种超塑成形/扩散连接成形模具，其特征在于：包括上模具和下模具，所述上模具上设有凸模，所述凸模的侧边为向下延伸的斜面，所述下模具上设有与凸模相适配的凹模，所述凸模上设有第一避位槽和线槽，所述线槽位于所述第一避位槽的内圈，所述第一避位槽位于所述凸模的型腔边缘，所述凹模上设有第二避位槽和定位销，所述第二避位槽与第一避位槽位置相对且位于所述凹模的型腔边缘，所述定位销位于第二避位槽的外部；
所述上模具上还设有导柱，所述导柱位于上模具的拐角处，所述下模具上设有与导柱适配的导向孔，所述导柱与导向孔之间存在间隙；
所述下模具上还设有与外部连通的开模槽，所述开模槽位于下模具的端角处。
2.根据权利要求1所述的超塑成形/扩散连接成形模具，其特征在于：所述凸模的型腔圆角处设有与外界连通的排气孔。
3.根据权利要求2所述的超塑成形/扩散连接成形模具，其特征在于：所述排气孔的直径的为1mm。
4.根据权利要求1所述的超塑成形/扩散连接成形模具，其特征在于：所述上模具与下模具的侧面两端均设有吊装孔。
5.根据权利要求1所述的超塑成形/扩散连接成形模具，其特征在于：所述上模具与下模具的侧面中部均设有测温孔，所述测温孔处插设有热电偶。
6.根据权利要求1所述的超塑成形/扩散连接成形模具，其特征在于：所述上模具与下模具的材质为ZG3Cr24Ni7N。
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| CN110756985A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-07 | 中国航空制造技术研究院 | 一种用于扩散连接结构的组坯定位装置及其定位方法 |
| CN112719092A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-30 | 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 | 一种钛合金变壁厚凹槽结构钣金件成型模具及其应用 |
| CN115302039A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-08 | 广东华智芯电子科技有限公司 | 钎焊定位装置 |
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