一种用于钛合金波纹加强筒形零件成形的模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于钛合金波纹加强筒形零件成形的模具，属于金属加工成形技术领域。
【背景技术】
[0002]在航空航天产品制造领域，考虑到装载、运输、飞行速率等因素，对结构件重量提出了极高的要求。钛合金波纹加强筒形件产品具有耐热、轻质、高强等优异的性能，在航空航天领域应用十分广泛，如飞机起落架、导弹筒体、飞行器进气道等。然而，目前钛合金波纹板产品较多，而筒形件相对较少。通常采用波纹板卷焊或超塑成形(SPF)工艺制造:波纹板卷焊工艺在波纹直板成形时，易产生较大回弹，在卷焊后形成筒径将小于设计尺寸，且波纹圆角处减薄严重常出现断裂缺陷，此外，受到焊接变形影响，零件圆整度难以保证，焊缝附近将产生一定翘曲变形;SPF工艺在成形精度上有所保证，但长时加热容易引起晶粒的快速长大，产生材料热损失，而严格的气密性要求，使零件成形时必须有工艺端保障，降低了材料利用率。目前，缺乏一种既能兼顾成形精度，又能有效提高成形效率、改善热损失的成形方法以及专用的成形模具。
【实用新型内容】
[0003]为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于钛合金波纹加强筒形零件成形的模具，所采取的技术方案如下:
[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于钛合金波纹加强筒形零件成形的模具。该模具包括内模具1、外模具2、冲头3和加载模具4。其中，内模具1设有导向筒11和底座12，导向筒11垂直固定在底座12上，在导向筒11上沿轴向设有加载通道13，加载通道13沿导向筒11的径向均匀分布且沿径向贯通导向筒11。外模具2内壁设有沿平行于轴向的凹槽，使外模具2的横截面呈波纹状，外模具2的内壁直径大于内模具1的外壁直径，当外模具2套在内模具1后，内模具1和外模具2之间形成波纹型腔21。冲头3为薄板型，厚度不大于加载通道13的厚度，以便于在使用时将冲头3置于加载通道13内，冲头3的一面为斜面，所有冲头3放入加载通道13后在导向筒11内壁内围成一个锥面;加载模具4设有加载柱41，加载柱41的加载端设有锥面，加载时可通过与与冲头3围成的锥面作用将冲头3挤入到波纹型腔21中。
[0005]所述底座12在固定有导向筒11的一侧设有底部导向机构14;所述外模具2的一个端面上设有圆孔22，底部导向机构14通过与圆孔22配合固定并定位外模具2。
[0006]优选地，所述加载通道13的数目与外模具2内壁上凹槽的数目相同。
[0007]优选地，所述加载柱41的锥面的锥度与冲头3所围成的锥面的锥度相同。
[0008]优选地，所述冲头3为直角梯形薄板，直角腰长度与导向筒11的长度相同，与模具装配时，平行长边一侧与内模具1的底座12接触，平行短边一侧与导向筒11的端面对齐，斜腰所在的斜面朝向导向筒11的内部。
[0009]优选地，所述导向筒11的长度与加载柱41的长度相同。
[0010]优选地，所述加载柱41，是一个圆柱和一个圆台形成的组合体，圆柱的一端垂直固定在加载模具4的顶盖42上，另一端与圆台的上底面连为一体，圆台的上底面直径大于下底面直径，圆台的侧面是加载柱41的锥面。
[0011]更优选地，所述加载模具4圆台的锥度为15°-20°。
[0012]优选地，所述底部导向机构14为垂直于底座12的锥形凸起，数量为3个，呈90°排列，在连接时便于对准控制方向。
[0013]本实用新型获得有益效果如下:
[0014]本实用新型的模具将外模具与内模具底端导向机构配合，使外模具型腔与导向筒预留加载通道对齐，将冲头放置在导向筒内侧，并置入预留加载通道，通过专用校准模具为冲头定位。将模具整体放置在热成形设备中，并将加载模具与压机上台面连接。将其加热至工艺温度，下压加载模具，通过加载模具前端锥面与冲头锥面配合，将下压运动转换为水平运动，实现冲头对板材的加载。可通过控制降温速率，使材料一次热循环完成成形与退火两个工艺步骤，消除零件残余应力，最终获得高尺寸精度、高成形效率的波纹加强筒形零件。有助于实现兼顾成形精度，又能有效提高成形效率、改善热损失的成形方法。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的内模具的立体结构示意图。
[0016]图2为本实用新型的外模具的立体结构示意图。
[0017]图3为本实用新型的冲头的立体结构示意图。
[0018]图4为本实用新型的加载模具的立体结构示意图。
[0019]图5为本实用新型装配好并加载成型结束后拔出加载模具的俯视图。
[0020]图6为本实用新型加载时沿模具轴向中心的剖视结构示意图。
[0021]图中，1，内模具;2，外模具;3，冲头;4，加载模具；11，导向筒；12，底座；13，加载通道;14，底部导向机构;21，波纹型腔;22，圆孔;41，加载柱;42，顶盖。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型不受实施例的限制。
[0023]以下实施方式中所用材料、仪器和方法，未经特殊说明，均为本领域常规材料、仪器和方法，均可通过商业渠道获得。
[0024]下面结合附图对本实用新型做详细说明。图1-4分别为本实用新型一种优选方案中内模具、外模具、冲头和加载模具的立体结构示意图。从图1中可知，本实用新型的成形模具的内模具1，底部为一个圆盘形的底座12，在底座12—个底面上垂直固定有一个导向筒
11。导向筒11沿轴向设有加载通道13，加载通道13在导向筒11的径向方向分布均匀，并且各个加载通道13连通导向筒11的内壁和外壁。在底座12上，导向筒11的外侧还设有三个与底座12垂直的底部导向机构14。