、外模具2和冲头3的外部；
[0030]内模具1包括圆柱形柱体11和底座12，圆柱形柱体11上设有向柱体11内部凹陷的凹槽111，底座12上表面设有与柱体11底面同心的圆环形凸起121 ;外模具2呈圆筒形，外模具2 —端设有与圆环形凸起121相配合的装配槽21，外模具2表面设有与凹槽111相对应的预留加载通道22 ;冲头3包括直角梯形板31和直角梯形板31直角腰所在的矩形平面上的、与矩形平面垂直的凸起32，凸起32顶端平面与凹槽111底面相吻合；加载模具4呈倒圆台形，加载模具4内部型腔下表面直径大于内部型腔上表面的直径，加载模具4无下底面。
[0031]凹槽111和预留加载通道22均呈点阵排布。
[0032]凹槽111底面与凸起32顶端平面均呈环向圆弧形。
[0033]预留加载通道22，尺寸大于凸起32的尺寸0.1-0.2mm。
[0034]所述加载模具4内侧锥面和冲头锥面均呈15°，内侧锥面与冲头锥面相配合。
[0035]内模具1、外模具2、冲头3和加载模具4可以组合和拆卸。
[0036]加载模具4底部直径小于各个冲头3与外模具2连接后各冲头3底部边缘所形成的最大圆的直径1-2_。
[0037]凸起32，为长方体，顶端带有与凹槽111配合的弧面。
[0038]模具材质选用热膨胀系数略大于钛合金的4Cr5MoSiVl材料，在室温时，留有较大的装配空间，实现模具与材料的快速装卸，加热至工艺温度后，自动补偿间隙，起到控制成形零件尺寸精度的作用。
[0039]模具由内模具、冲头、外模具、加载模具组成，如附图2所示。成形开始前，首先将镂空管材套于内模具1外侧(附图3a)，将镂空管材阵点与内模具凹槽111对齐，然后将外模具2套在镂空管材外侧(附图3b)，将预留加载通道22与镂空管材阵点及内模具凹槽111对齐，并利用内模具1与外模具2间的装配槽实现模具间的精确定位。将各冲头3放置在外模预留加载通道22中(附图3c)。将模具整体放置于热成形机中，并连接加载模具4与压机上平台。加热至工艺温度，下压压机平台，加载模具4内侧锥面与各冲头3直角梯形板31斜边锥面配合，将压机竖直下压运动转换为冲头水平运动，并利用预留加载通道22控制冲头3水平加载路线，实现冲头3对镂空板材的成形，利用凹槽111与冲头凸起32的配合控制结构件最终尺寸精度。从而实现高尺寸精度、无残余应力的三维复杂结构产品的成形。成形过程如图3所示，制得的一种钛合金点阵结构零件如图1所示。
[0040]本实用新型具有以下特征:
[0041]1)本实用新型针对一种基于金字塔子结构的筒形点阵轻量化结构产品设计并制作了成形模具。通过模具型腔与冲头的配合，保证多镶块高精度协同进给，实现一次加载完成所有点阵晶格的同步成形，从而制作出尺寸精度高、无残余应力的复杂三维点阵结构产品Ο
[0042]2)通过控制模具与材料热膨胀系数的差异，可实现成形后自动脱模，使成形前后材料与模具的装卸十分简便。
[0043]3)成形开始前，将内外模具通过装配槽配合，将冲头与外模通过加载通道配合；成形过程中，下压加载模具，利用加载模具内侧锥面与冲头的外锥面配合，将压机竖直下压运动转换为冲头水平运动，实现对镂空管材阵点位置的热冲压，利用内模型腔控制结构件最终尺寸精度，从而实现高尺寸精度、无残余应力的三维复杂结构产品的成形。
[0044]以上所述仅为本实用新型示意性具体实施方案，并非用以限制本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
【主权项】
1.一种钛合金筒形点阵轻量化结构件成形模具，其特征在于，包括内模具(1)、外模具⑵、冲头⑶和加载模具⑷；其中:外模具⑵套于内模具⑴外部，冲头⑶与外模具(2)连接，加载模具(4)扣在内模具(1)、外模具(2)和冲头(3)的外部； 所述内模具(1)包括圆柱形柱体(11)和底座(12)，圆柱形柱体(11)上设有向柱体(11)内部凹陷的凹槽(111)，底座(12)上表面设有与柱体(11)底面同心的圆环形凸起(121);所述外模具(2)呈圆筒形，外模具(2) —端设有与圆环形凸起(121)相配合的装配槽(21)，外模具(2)表面设有与凹槽(111)相对应的预留加载通道(22);所述冲头(3)包括直角梯形板(31)和直角梯形板(31)直角腰所在的矩形平面上的、与矩形平面垂直的凸起(32)，所述凸起(32)顶端平面与凹槽(111)底面相吻合；所述加载模具(4)呈倒圆台形，加载模具(4)内部型腔下表面直径大于上表面的直径，加载模具(4)无下底面。2.根据权利要求1所述模具，其特征在于，所述凹槽(111)和预留加载通道(22)均呈点阵排布。3.根据权利要求1所述模具，其特征在于，所述凹槽(111)底面与凸起(32)顶端平面均呈环向圆弧形。4.根据权利要求1所述模具，其特征在于，所述预留加载通道(22)，尺寸大于凸起(32)的尺寸。5.根据权利要求1所述模具，其特征在于，所述加载模具(4)底部直径小于各个冲头(3)与外模具(2)连接后各冲头(3)底部边缘所形成的最大圆的直径。6.根据权利要求5所述模具，其特征在于，所述加载模具(4)底部直径小于各个冲头(3)与外模具(2)连接后各冲头(3)底部边缘所形成的最大圆的直径1-2_。7.根据权利要求1所述模具，其特征在于，所述加载模具(4)，内侧锥面与冲头锥面相配合。8.根据权利要求7所述模具，其特征在于，所述加载模具(4)，内侧锥面呈15°。9.根据权利要求1所述模具，其特征在于，内模具⑴、外模具⑵、冲头⑶和加载模具⑷可以组合和拆卸。
【专利摘要】本实用新型公开了一种钛合金筒形点阵轻量化结构件成形模具，属于机械技术领域。该模具包括内模具、外模具、冲头和加载模具；内模具包括圆柱形柱体和底座，圆柱形柱体上设有向柱体内部凹陷的凹槽，底座上表面设有与柱体底面同心的圆环形凸起；外模具一端设有装配槽，外模具表面设有预留加载通道；冲头包括直角梯形板和直角梯形板直角腰所在的矩形平面上的、与矩形平面垂直的凸起，凸起顶端平面与凹槽底面相吻合。本新型针对利用模具内部机构配合，使多冲头同步进给，实现对镂空板材各阵点的同步热成形，成功解决了钛合金等金属材料难以形成三维点阵结构的技术难题，填补了点阵结构在钛合金领域应用的空白，适用于钛合金筒形点阵结构件的成形。
【IPC分类】B21D37/10
【公开号】CN205074412
【申请号】CN201520695539
【发明人】于传富, 许沂, 丁锐, 刘振军, 王永亮
【申请人】航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年9月9日