专利名称：一种钛合金复杂筒形锻件精密锻造模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钛合金等温锻造用模具，特别是一种钛合金复杂筒形锻件精密锻
造模具。
背景技术：
由于钛合金具有高比强度、耐高温、耐低温、耐腐蚀等优点，在航空航天领域得到 非常广泛的应用。直升机浆毂连接件是直升机承力、传动的关键部件，材料也采用钛合金。 连接件零件尺寸大，形状复杂，特别是如U型前端、筒形臂梁和"爪"型连接等处，不仅形状 复杂，而且性能要求严格、几何精度要求高，加上钛合金强度等级高，因此直接精密成形难 度很大，目前成型连接件锻件有两种方法 方法之一，先锻成一个钛合金圆棒，再经机械加工出零件。优点模具结构简单或 无需模具，可采用圆模，甚至自由锻造。缺点机械加工量大，机加工难度高，材料利用率低； 且金属流线被切断，流线末端外露，降低了抗应力腐蚀的能力。 方法之二，采用普通热模锻工艺，形成简单整体外形，再机加工成零件。优点相对 方法之一而言，机加工量有所降低，金属流线有所改善，模具费用一般。缺点整体而言，机 加工量依然较大，大部分的金属流线还是要被切断，变形不均匀，不利于锻件整体性能和局 部性能的提高。 以上自由锻、普通热模锻成型工艺简单，但原材料浪费较大，加工量大、难度较高， 生产效率低，金属流线遭到破坏，变形不均匀，不利于合金性能的发挥。因此，为了实现该类 锻件的精密成型，节约原材料料，降低加工难度和加工量，提高锻件综合性能，采用精密成 型该类锻件的技术日益受到重视。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钛合金精密锻造整体复杂筒形锻件的模 具，实现连接件的精密成型，克服现有成型方法的不足，从而大幅度提高材料利用率，降低 后续加工难度和加工量，锻件金属流线更合理、组织更均匀，以满足降低成本、提高性能的 目的。 为了实现解决上述技术问题的目的，本发明的一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件
的模具，为镶嵌组合结构，由凸模、镶嵌组合式凹模、上模座、下模座、压紧板、固定板组成，
凸模是变直径、圆形和带台阶结构；镶嵌组合式凹模由紧箍圈、内镶块模、导向法兰组成，内
镶块模包括下镶块模、右镶块模、左镶块模，构成成型模腔；内镶块模上部分为左右镶块模，
为左右可分式结构；下部分为下镶块模，为一整体结构；下镶块模与左右镶块模为上下可
分结构，左右镶块模之间的内镶块模外型带拔模斜度，与紧箍圈内壁斜度配合。 本发明的一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其改进技术方案可以是所
述的紧箍圈通过压紧板与下模座连接，所述凸模通过固定板与上模座相连。
本发明的一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其改进技术方案还可以是所述的凸模用来成型筒形臂梁的内孔，以及向坯料施加变形力。 本发明的一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其改进技术方案还可以是 所述的内镶块模的左右镶快模成型锻件U型端部和中间筒形臂梁部分，下镶块模成型锻件 "爪"型端部。 本发明的一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其改进技术方案还可以是 所述的内镶块模的下镶块模与左右镶块模通过销钉配合定位。 本发明的一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其改进技术方案还可以是 所述的凸模中部设置环形凸台。环形凸台在成型初期与凹模的导向装置配合，逐渐过渡到 与凹模的左右镶块模内壁配合。 本发明的一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其采用导向法兰内筒壁进行 导向，导向法兰通过螺栓固定在凹模的紧箍圈上，在凸模与坯料发生接触前，凸模上部大直 径段便与导向法兰内筒壁接触，进行导向，保证凸模、凹模型腔和坯料中心线重合，避免了 凸模和坯料刚接触时，因受力而发生偏离，增加变形力，损伤模具。 这些技术方案，包括改进的技术方案以及进一步改进的技术方案也可以互相组合
或者结合，从而达到更好的技术效果。 本发明所述模具使用温度不大于850°C。 通过采用上述技术方案，本发明的一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具具有 以下的有益效果 本发明的模具用以精密成型大型复杂筒形钛合金锻件，大大提高了成型此类锻件 的效率，改善了锻件性能，降低了加工难度和加工量，节约了原材料，从而降低了成本；
发明的一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具为精密锻造模具，采用镶嵌组合 式可分凹模，不仅能实现锻件的顺利成型和出模，而且使得模具加工难度大大降低，同时部 分模具材料可以选用不同材料，降低了模具的制造成本； 采用本发明模具成型的锻件，简化的锻造工序，降低了变形抗力，使得普通压机上 可以实现大型钛合金锻件的成型，同时锻件外形与零件相似，降低了后续加工难度和机加 工量，节约了原材料，相对原有技术材料利用率可提高3 5倍，达到近40%。
图1是本发明模具结构示意图。。
图2是图1的A-A剖面图。 图中，1-凸模，2-导向法兰，3-紧箍圈，4-下镶块模，5-右镶块模，6_左镶块模， 7_锻件型腔。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明实施加以说明 如图1和图2所示，本发明由凸模1和凹模组成。凸模1为圆柱形结构，其中中部 具有一个成型环形台阶；下端部为带斜角的成型椎体，在形变初期成型椎体部位主要是推 动坯料下行运动变形，形变中后期该锥形端部主要是成型锻件中心圆孔，保证锻件心部坯 料充分变形。凹模为镶嵌式组合模，由导向法兰2、紧箍圈3、下镶块模4、左镶块模5和右镶块模6构成；左右镶块和下镶块模4通过销钉定位，并构成组合成型模腔；左右镶块和下 镶块外形带有出模角度，与紧箍圈内孔面斜角度配合。导向法兰2通过螺栓固定在紧箍圈 3上，既保证了变形初期凸模1中心与凹模中心对齐，在凸模拔出时，又可以保证凹模左右 镶块不会随凸模l运动。凹模下镶块模4与顶料杆或顶料垫块相连。如果需要对紧箍圈固 定，可以在紧箍圈外台阶处加一压板，以保证出料时紧箍圈不动。出料时，凸模1位于上位， 再去除导向法兰2，顶杆或定料垫块推动镶块模上行，由于镶块模外形具有一定斜角，紧箍 圈对镶块模阻力较小，可以保证二者顺利脱离。待取出镶块模和锻件时，左右镶块模易于与 锻件脱离，下镶块模需要借助辅助结构才能与锻件脱离。
权利要求
一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其特征在于其为镶嵌组合结构，由凸模(1)、镶嵌组合式凹模、上模座、下模座、压紧板、固定板组成，凸模(1)是变直径、圆形和带台阶结构；镶嵌组合式凹模由紧箍圈(3)、内镶块模、导向法兰(2)组成，内镶块模包括下镶块模(4)、右镶块模(5)、左镶块模(5)，构成成型模腔；内镶块模上部分为左右镶块模，为左右可分式结构；下部分为下镶块模(4)，为一整体结构；下镶块模(4)与左右镶块模为上下可分结构，左右镶块模之间的内镶块模外型带拔模斜度，与紧箍圈(3)内壁斜度配合。
2. 根据权利要求1所述一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其特征在于所述 的紧箍圈(3)通过压紧板与下模座连接，所述凸模(1)通过固定板与上模座相连。
3. 根据权利要求1所述一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其特征在于所述 的凸模(1)用来成型筒形臂梁的内孔，以及向坯料施加变形力。
4. 根据权利要求1所述一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其特征在于所述 的内镶块模的左右镶快模成型锻件U型端部和中间筒形臂梁部分，下镶块模(4)成型锻件"爪"型端部。
5. 根据权利要求1所述一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其特征在于所述的内镶块模的下镶块模(4)与左右镶块模通过销钉配合定位。
6. 根据权利要求1所述一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，其特征在于所述 的凸模中部设置环形凸台。
全文摘要
本发明介绍了一种钛合金精密锻造复杂筒形锻件的模具，由凸模、镶嵌组合式凹模、上模座、下模座、压紧板、固定板组成，凸模是变直径、圆形和带台阶结构；凹模由紧箍圈、内镶块模、导向法兰组成，内镶块模上部分为左右镶块模；下部分为整体结构下镶块模，构成成型模腔；下镶块模与左右镶块模上下可分，左右镶块模之间的内镶块模外型带拔模斜度，与紧箍圈内壁斜度配合。本发明用以精密成型大型复杂筒形钛合金锻件，可提高效率，改善锻件性能，降低了加工难度和加工量，节约原材料，实现锻件的顺利成型和出模，模具加工难度降低；材料利用率可提高3～5倍，达到近40％。
文档编号B21J13/02GK101722265SQ20091021002
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者余魏, 李士凯, 闫飞昊 申请人:中国船舶重工集团公司第七二五研究所