一种钛合金v形扇形段零件成形装置及成形方法
【专利摘要】一种钛合金V形扇形段零件成形装置及成形方法，属于材料工程【技术领域】。成形装置，包括底座，在底座上固定有环形底座，在环形底座内设置有分体式凹模；分体式凹模的左半凹模与右半凹模组合后的内侧型面与零件外型面相对应；在分体式凹模上方设置有上模板，在上模板与分体式凹模之间设置有限位板，在上模板与分体式凹模之间设置有凸模，上模板与限位板固定连接，上模板与凸模固定连接；凸模的下部型面与待加工零件的内型面相对应。成形方法：进行毛料展开；在展开后的毛料上、下表面涂水剂石墨，并在空气中放置至干；将成形装置安装在热成形机中，预热至工艺规定的温度；将毛料放入成形装置的凸模与分体式凹模之间，按照工艺参数进行热成形。
【专利说明】一种钛合金V形扇形段零件成形装置及成形方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料工程【技术领域】，特别是涉及一种钛合金V形扇形段零件成形装置及成形方法。
【背景技术】
[0002]V形扇形段零件为钛合金板材构件，其结构如图1、图2所示，其要求的成形精度高，要求型面轮廓度不大于0.5mm,开口宽度公差为0.5mm,型面光滑,表面粗糙度不大于
3.2 μ m。目前，钛合金V形扇形段零件采用模具整体热成形方法，成形方法及模具存在以下问题:成形后外形余量大，需要进行大量的铣加工，零件制造成本高；成形精度不合格，成形质量一致性差；热成形后零件表面划伤严重；模具工作部位表面容易氧化形成氧化皮损伤零件表面；模具型面硬度低容易磨损而且磨损后不能返修，模具使用寿命短。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种制造成本低，可提高零件的质量及其质量稳定性，并提高成形装置的使用寿命的钛合金V形扇形段零件成形装置及成形方法。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种钛合金V形扇形段零件成形装置，包括底座，在底座上固定有环形底座，在环形底座内设置有分体式凹模，在环形底座上设置有压紧螺栓，压紧螺栓的底面与分体式凹模相接触；所述分体式凹模由左半凹模和右半凹模组成，左半凹模与右半凹模组合后的内侧型面与待加工零件的外型面相对应；在分体式凹模的上方设置有上模板，在上模板与分体式凹模之间设置有限位板，在上模板与分体式凹模之间设置有凸模，上模板与限位板通过第一螺栓固定连接，上模板与凸模通过第二螺栓固定连接；凸模的下部型面与待加工零件的内型面相对应。
[0005]在所述分体式凹模的上方固定有可调定位板。
[0006]在所述分体式凹模的外侧面设置有凹槽，压紧螺栓的下端设置在所述凹槽内。
[0007]所述底座与环形底座通过第三螺栓固定连接。
[0008]所述分体式凹模和凸模的工作部位的材料为铸造高温合金K3044。
[0009]在所述分体式凹模的上表面设置有预成形V型槽口。
[0010]采用所述的钛合金V形扇形段零件成形装置的成形方法，包括如下步骤:
[0011]步骤一:进行毛料展开；
[0012]步骤二:在展开后的毛料上、下表面涂水剂石墨，并在空气中放置至干；
[0013]步骤三:将所述的成形装置安装在热成形机中，预热至工艺规定的温度；
[0014]步骤四:将经步骤二处理后的毛料放入成形装置的凸模与分体式凹模之间，通过压力机使凸模向下运动，按照工艺参数进行热成形。
[0015]本发明的有益效果:
[0016]I)精确展开成形前毛料，使得零件成形后满足全部尺寸要求，从而省去了热成形后的铣加工工序，解决了成形后外形余量大，需要进行大量的铣加工，零件制造成本高的问题；以前是毛料周边有不小于10_的余量，零件热成形后再通过铣加工零件外形达到零件的最后尺寸要求。
[0017]2)所述分体式凹模3和凸模4的工作部位的材料由中硅钥球墨铸铁改为铸造高温合金K3044，增大了模具表面硬度，增强了模具表面抗氧化性能和抗磨损性能，解决了以前模具工作部位表面容易氧化形成氧化皮损伤零件表面的问题。
[0018]3)在所述分体式凹模3的上表面设置有预成形V型槽口 22，减小了零件成形时的表面摩擦力，并增大了成形部位的转接圆角尺寸，对转接圆角部位进行抛光处理，大大减轻了以前零件热成形时对零件表面的划伤，现有的热成形如图7所示，本发明的热成形如图8所示；零件相当于增加一次预成形，即先成形出较大角度的V形块，如图9所示。
[0019]4)本发明的成形装置的限位由原来的两处小限位圆柱19改为限位板8，大大增加了限位零件的面积，能够更加可靠地保证模具的成形间隙，解决了以前由于限位块变形造成的零件成形质量一致性差的问题。
[0020]5)本发明将现有成形装置的整体凹模20(如图4所示)改进为分体式凹模3，改善了凹模的制造及修理工艺性，模具型面磨损后可以再进行返修补加工，从而延长了模具的使用寿命。
[0021]另外，采用本发明共省去了两道铣加工端面工序和两道去除铣加工后毛刺工序，模具使用寿命提高5倍以上，并减少了零件交付前的型面抛修工作量，较改进前每百台可直接节约制造成本约30余万元。同时，提高了零件的质量及其质量稳定性，能够有效地提高此类零件的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为钛合金V形扇形段零件的结构示意图；
[0023]图2为图1的A向视图；
[0024]图3为钛合金V形扇形段零件的毛料展开前后的对比图；
[0025]图4为现有的成形装置的结构示意图；
[0026]图5为本发明的成形装置的结构示意图；
[0027]图6为图5的俯视图；
[0028]图7为现有的热成形示意图；
[0029]图8为本发明的热成形示意图；
[0030]图9为预成形示意图；
[0031]图中:1-底座，2-上模板，3-分体式凹模，4-凸模，5-环形底座，6-可调定位板，7-凹槽，8-限位板，9-压紧螺栓，10-第二螺栓，11-右半凹模，12-左半凹模，13-第三螺栓，14-待加工零件，15-第一螺栓，16-钛合金V形扇形段零件，17-原毛料，18-展开后毛料，
19-限位圆柱，20-整体凹模，21-支撑摩擦点，22-预成形V型槽口。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0033]如图5、图6所示，一种钛合金V形扇形段零件成形装置，包括底座1，在底座I上固定有环形底座5，在环形底座5内设置有分体式凹模3，在环形底座5上设置有压紧螺栓9，在所述分体式凹模3的外侧面设置有凹槽7，压紧螺栓9的下端设置在所述凹槽7内，压紧螺栓9的底面与分体式凹模3相接触；所述分体式凹模3由左半凹模12和右半凹模11组成，左半凹模12与右半凹模11组合后的内侧型面与待加工零件14的外型面相对应；在分体式凹模3的上方设置有上模板2，在上模板2与分体式凹模3之间设置有限位板8，在上模板2与分体式凹模3之间设置有凸模4，上模板2与限位板8通过第一螺栓15固定连接，上模板2与凸模4通过第二螺栓10固定连接；凸模4的下部型面与待加工零件14的内型面相对应。在所述分体式凹模3的上方固定有可调定位板6。所述底座I与环形底座5通过第三螺栓13固定连接。所述分体式凹模3和凸模4的工作部位的材料为铸造高温合金K3044，在所述分体式凹模3的上表面设置有预成形V型槽口 22。
[0034]采用所述的钛合金V形扇形段零件成形装置的成形方法，包括如下步骤:
[0035]步骤一:进行毛料展开；
[0036]应用冲压模拟软件并结合实际零件的测量精确展开成形前毛料，毛料展开前后的对比图，如图3所示；
[0037]步骤二:在展开后的毛料上、下表面涂防氧化和减小摩擦的水剂石墨，并在空气中放置至干；
[0038]步骤三:将所述的成形装置安装在热成形机中，预热至工艺规定的温度；
[0039]步骤四:将经步骤二处理后的毛料放入成形装置的凸模4与分体式凹模3之间，通过压力机使凸模4向下运动，按照工艺参数进行热成形。
[0040]热成形后，打开热成形机，取出热成形完的零件。
[0041]本发明具有以下特点:
[0042]I)精确展开成形前毛料，使得零件成形后满足全部尺寸要求，从而省去了热成形后的铣加工工序，解决了成形后外形余量大，需要进行大量的铣加工，零件制造成本高的问题；以前是毛料周边有不小于10_的余量，零件热成形后再通过铣加工零件外形达到零件的最后尺寸要求。
[0043]2)所述分体式凹模3和凸模4的工作部位的材料由中硅钥球墨铸铁改为铸造高温合金K3044，增大了模具表面硬度，增强了模具表面抗氧化性能和抗磨损性能，解决了以前模具工作部位表面容易氧化形成氧化皮损伤零件表面的问题。
[0044]3)在所述分体式凹模3的上表面设置有预成形V型槽口 22，减小了零件成形时的表面摩擦力，并增大了成形部位的转接圆角尺寸，对转接圆角部位进行抛光处理，大大减轻了以前零件热成形时对零件表面的划伤，现有的热成形如图7所示，本发明的热成形如图8所示；零件相当于增加一次预成形，即先成形出较大角度的V形块，如图9所示。
[0045]4)本发明的成形装置的限位由原来的两处小限位圆柱19改为限位板8，大大增加了限位零件的面积，能够更加可靠地保证模具的成形间隙，解决了以前由于限位块变形造成的零件成形质量一致性差的问题。
[0046]5)本发明将现有成形装置的整体凹模20(如图4所示)改进为分体式凹模3，改善了凹模的制造及修理工艺性，模具型面磨损后可以再进行返修补加工，从而延长了模具的使用寿命；应用软件模拟和实际测量对模具的工作部位进行了回弹补偿设计，提高了零件的成形精度，解决了现有零件热成形后型面不合格的问题。
【权利要求】
1.一种钛合金V形扇形段零件成形装置，其特征在于包括底座，在底座上固定有环形底座，在环形底座内设置有分体式凹模，在环形底座上设置有压紧螺栓，压紧螺栓的底面与分体式凹模相接触；所述分体式凹模由左半凹模和右半凹模组成，左半凹模与右半凹模组合后的内侧型面与待加工零件的外型面相对应；在分体式凹模的上方设置有上模板，在上模板与分体式凹模之间设置有限位板，在上模板与分体式凹模之间设置有凸模，上模板与限位板通过第一螺栓固定连接，上模板与凸模通过第二螺栓固定连接；凸模的下部型面与待加工零件的内型面相对应。
2.根据权利要求1所述的钛合金V形扇形段零件成形装置，其特征在于在所述分体式凹模的上方固定有可调定位板。
3.根据权利要求1所述的钛合金V形扇形段零件成形装置，其特征在于在所述分体式凹模的外侧面设置有凹槽，压紧螺栓的下端设置在所述凹槽内。
4.根据权利要求1所述的钛合金V形扇形段零件成形装置，其特征在于所述底座与环形底座通过第三螺栓固定连接。
5.根据权利要求1所述的钛合金V形扇形段零件成形装置，其特征在于所述分体式凹模和凸模的工作部位的材料为铸造高温合金K3044。
6.根据权利要求1所述的钛合金V形扇形段零件成形装置，其特征在于在所述分体式凹模的上表面设置有预成形V型槽口。
7.采用权利要求1所述的钛合金V形扇形段零件成形装置的成形方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:进行毛料展开； 步骤二:在展开后的毛料上、下表面涂水剂石墨，并在空气中放置至干； 步骤三:将所述的成形装置安装在热成形机中，预热至工艺规定的温度； 步骤四:将经步骤二处理后的毛料放入成形装置的凸模与分体式凹模之间，通过压力机使凸模向下运动，按照工艺参数进行热成形。
【文档编号】B21D37/10GK104384285SQ201410628301
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】杨踊, 周勇, 石晓东, 公维勇, 何柳 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司