一种空心叶片推弯成形模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型空心叶片推弯成形模具，其包括第一模具、第二模具及坯料夹头，所述第一模具与第二模具为开合设计，所述第一模具包括第一工作面，第一配合面，第一导向面，第二配合面及第三配合面，所述第二模具包括第二工作面，第二导向面，第四配合面，第五配合面及第一非工作面，所述第一工作面、第二工作面、第一导向面和第二导向面形成一个模腔通道，所述第一配合面与第五配合面相接触、所述第二配合面与第四配合面相接触，起到限位作用进而保证模具第一工作面和第二工作面之间间隙恒定，所述第三配合面与第二导向面接触进而对模具进行横向定位，所述第一导向面与第一非工作面之间存在间隙进而避免干涉。
【专利说明】一种空心叶片推弯成形模具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种热成形模具，特别是涉及一种用于成形带有复杂扭转角的空心叶片推弯成形模具。
【背景技术】
[0002]各类航空发动机使用的压气机叶片为了满足其气动外形的要求，叶片外形常常带有复杂的扭转角，给叶片的加工制造带来了巨大的困难。特别是对于具有空心减重结构的叶片，由于内部具有间隔分布的减重槽，扭转刚度在实心空心交界处发生突变，并且内部的加强筋在扭转变形中阻碍了面板材料的流动，因此在扭转中非常容易产生成形缺陷，难以扭转成形。
[0003]目前主要采用扭转设备来成形叶片上的复杂扭角，主要原理是通过一对或多对扭转夹具夹持叶片，通过给予夹头相对扭转运动来成形出扭角。这种方法对于等厚度实心叶片效果尚可，对于变厚度空心叶片成形，得到的制件扭转角分布不均，变形集中，导致局部面板失稳严重，出现明显凹陷。此外多夹头扭转设备结构复杂，体积大，造价高。在热态下的装拆工件十分不便，生产效率低下。因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种结构简单、成形质量稳定、效果好、效率高的用于成形带有复杂扭转角的空心叶片推弯成形模具。
[0005]本实用新型采用如下技术方案:一种空心叶片推弯成形模具，其包括第一模具、第二模具及坯料夹头，所述第一模具与第二模具为开合设计，所述第一模具包括第一工作面，第一配合面，第一导向面，第二配合面及第三配合面，所述第二模具包括第二工作面，第二导向面，第四配合面，第五配合面及第一非工作面，所述第一工作面、第二工作面、第一导向面和第二导向面形成一个模腔通道，所述第一配合面与第五配合面相接触、所述第二配合面与第四配合面相接触，起到限位作用进而保证模具第一工作面和第二工作面之间间隙恒定，所述第三配合面与第二导向面接触进而对模具进行横向定位，所述第一导向面与第一非工作面之间存在间隙进而避免干涉。
[0006]所述第一工作面和第二工作面根据成形叶片外形曲面而生成。
[0007]所述第一导向面和第二导向面根据叶片型面边界形状而生成。
[0008]所述坯料夹头上设有依据叶片坯料榫头部分外形生成的定位面用以定位叶片坯料禪头。
[0009]所述坯料夹头上设有用于夹紧叶片坯料榫头部分的夹紧装置用以防止在叶片坯料推弯过程中叶片还料脱出还料夹头或在还料夹头中发生滑动。
[0010]本实用新型具有如下有益效果:
[0011](I)本实用新型空心叶片推弯成形模具能够将平板空心叶片坯料成形出复杂的扭转形态，使其具备所需的扭转角；
[0012](2)成形过程平稳，速度可控，叶片各部分变形分布均匀，生产效率高；
[0013](3)采用推弯模进行推弯，工艺参数易于控制，通过调整两模具面之间的间隙，可方便的控制推弯效果；
[0014](4)推弯模结构简单可靠，成形中模具开合方便，热态下工件装卸更换容易，易于在生产中实现自动化，大大提高了生产效率；
[0015](5)本实用新型克服了现有的空心叶片扭转成形设备成形效果不稳定、结构复杂、成形后缺陷多的问题，大大改善了产品的质量，提高了生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型空心叶片推弯成形模具的截面示意图。
[0017]图2为本实用新型空心叶片推弯成形模具的装配示意图。
[0018]图3为本实用新型空心叶片推弯成形模具中的第一模具示意图。
[0019]图4为本实用新型空心叶片推弯成形模具中的第二模具示意图。
[0020]其中:
[0021]1-第一模具；2_第二模具；3_还料夹头；4_叶片毛还；5-第一工作面；6_第一配合面；7_第一导向面；8_第二配合面；9为第三配合面；10_第二工作面；11-第二导向面；12-第四配合面；13_第五配合面；14_第一非工作面。
【具体实施方式】
[0022]请参照图1至图4所示，本实用新型空心叶片推弯成形模具包括坯料夹头3、第一模具1、第二模具2。其中第一模具I包括第一工作面5，第一配合面6，第一导向面7，第二配合面8及第三配合面9。其中第二模具2包括第二工作面10，第二导向面11，第四配合面12，第五配合面13及第一非工作面14。上述第一工作面5和第二工作面10是根据成形叶片外形曲面生成的。第一导向面7和第二导向面11用于在推弯过程中对叶片叶尖局部区域进行导向，在推弯过程中抑制了叶片由于受到模具工作表面的侧向分力而产生的叶尖部位横向窜动。第一导向面7和第二导向面11的是根据叶片型面边界形状生成的。合模后，第一工作面5、第二工作面10、第一导向面7和第二导向面11形成一个模腔通道。
[0023]坯料夹头3上带有依据叶片坯料榫头部分外形生成的定位面，用于定位叶片坯料榫头。坯料夹头3上还带有用于夹紧叶片坯料榫头的夹紧装置，用于防止在叶片推弯过程中叶片还料脱出夹头或在夹头中发生滑动。
[0024]本实用新型空心叶片推弯成形模具中，为了减轻模具重量，将模具非工作区域实心部分材料切除。同时本实用新型空心叶片推弯成形模具中由于叶片整体外形向一侧倾斜，为了缩小模具体积，故调整推弯运动方向，将叶片倾斜安装(本实用新型中倾斜角度为15度)，使叶型边界与推弯运动方向大致平行。
[0025]本实用新型空心叶片推弯成形模具中，推弯成形模具进入侧的模腔通道入口处制出圆角，便于叶片毛坯的顺利推入，也防止了推弯成形模具将叶片毛坯划伤。
[0026]本实用新型空心叶片推弯成形模具中，提取叶盆曲面并外插延伸，作为第二模具2的第二工作面10，用于与叶片毛坯4叶盆表面相接触。提取叶背曲面并外插延伸，之后将整个曲面整体向外平移10_，作为第一模具I的第一工作面5，用于与叶片毛坯4叶背表面相接触。
[0027]本实用新型空心叶片推弯成形模具需配合热压机使用，模具工作过程如下:
[0028]将第一模具I安装在热压机压头上、第二模具2安装在热压机工作台上，热压机压头下降，第一模具I和第二模具2合模，第一配合面6与第五配合面13相接触、第二配合面8与第四配合面12相接触，起到限位作用进而保证模具第一工作面5和第二工作面10之间间隙恒定。同时第三配合面9与第二导向面11接触，对模具进行横向定位。此时，第一导向面7与第一非工作面14之间存在间隙，两个面并不接触，避免干涉。
[0029]待成形叶片毛坯4安装在坯料夹头3上，由坯料夹头3带动向模具运动。叶片毛坯4由第一工作面5、第二工作面10、第一导向面7和第二导向面11形成的模腔通道的一端推入模具，在第一工作面5、第二工作面10的作用下，利用叶片与模具表面的接触力，迫使叶片发生扭转弯曲变形，成形出所需的扭转角。推弯中，第一导向面7和第二导向面11与待成形叶片的叶尖侧面分别接触，起到了导向的作用，限制了叶片叶尖部位的横向窜动。
[0030]坯料夹头3运动到位后，叶片推弯成形完成，热压机压头回程，带动第一模具I上抬，模具打开。坯料夹头3回程，将成形完成的叶片拉出模具，完成一个工作循环。
[0031]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种空心叶片推弯成形模具，其包括第一模具(I)、第二模具(2)及坯料夹头(3)，其特征在于:所述第一模具(I)与第二模具(2)为开合设计，其中第一模具(I)包括第一工作面(5)，第一配合面(6)，第一导向面(7)，第二配合面(8)及第三配合面(9)，所述第二模具(2)包括第二工作面(10)，第二导向面(11)，第四配合面(12)，第五配合面(13)及第一非工作面(14)，所述第一工作面(5)、第二工作面(10)、第一导向面(7)和第二导向面(11)形成一个模腔通道，所述第一配合面(6)与第五配合面(13)相接触，第二配合面(8)与第四配合面(12)相接触，起到限位作用进而保证模具第一工作面(5)和第二工作面(10)之间间隙恒定，所述第三配合面(9)与第二导向面(11)接触进而对模具进行横向定位，所述第一导向面(7)与第一非工作面(14)之间存在间隙进而避免干涉。
2.如权利要求1所述的一种空心叶片推弯成形模具，其特征在于:所述第一工作面(5)和第二工作面(10)根据成形叶片外形曲面而生成。
3.如权利要求1所述的一种空心叶片推弯成形模具，其特征在于:所述第一导向面(7)和第二导向面(11)根据成形叶片型面边界形状而生成。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的一种空心叶片推弯成形模具，其特征在于:所述坯料夹头(3)上设有依据叶片坯料榫头部分外形生成的定位面用以定位叶片坯料榫头。
5.如权利要求4所述的一种空心叶片推弯成形模具，其特征在于:所述坯料夹头(3)上设有用于夹紧叶片坯料榫头部分的夹紧装置用以防止在叶片坯料推弯过程中叶片坯料脱出还料夹头或在还料夹头中发生滑动。
【文档编号】B29C51/30GK203580106SQ201320660835
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】陈明和, 吴心晨, 谢兰生, 王宁 申请人:南京航空航天大学