一种薄叶身型面叶片的热作模具的制作方法

本发明涉及航空发动机叶片锻造模具领域，具体为涉及一种薄叶身型面叶片的热作模具结构。

背景技术：

叶片锻造过程的最终成型主要为预锻和终锻两道工序。挤杆件(镦头件)要经过预锻，再到终锻，最终使叶片成型。叶片变形量大，达到50％～60％，接近材料的塑性极限。目前锻造叶片用的主要模具结构为开式锻模，这种结构简单，加工方便，但也存在些问题：图1为现有常规预锻、终锻模的上下模主视结构示意图；图2为镦头件摆放在现有常规预锻模下模上发生跳动、错位的示意图。预锻件至终锻成型变形量大，且设备逐年老化存在波动有使一些局部飞边在变形时超出其塑性极限，飞出伤人的可能，给生产带来极大的安全隐患。同时在预锻过程中，挤杆件(镦头件)放在预锻模上时其杆部延伸段未得到固定，易使挤杆件(镦头件)杆部在预锻过程中发生跳动，一定程度上降低了产品一致性和合格率，给生产操作带来不利影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种薄叶身型面叶片的热作模具，可以预防超出塑性变形的飞边及坯料/模具粘附物飞出伤人，杜绝安全隐患。同时，避免挤杆件(镦头件)在预锻过程中发生跳动，从而保证锻后毛坯的一致性，提升产品合格率，降低生产成本。

本发明的技术方案如下：

一种薄叶身型面叶片的热作模具，包括模具下模和模具上模，所述模具上模下端面有一凹结构，所述模具下模上端面有一凸结构，所述凹结构和所述凸结构在模具上模下压过程中未接触坯料时即形成封闭空间；

所述凸结构上端面设置有预锻模膛和终锻模膛。

所述预锻模膛内设置有圆柱定位槽。

所述圆柱定位槽的直径比墩头件杆部直径大。

所述凸结构位于所述凹结构在所述凸结构上端面所在平面的投影轮廓内，且周向有连通的环形间隙。

所述凸结构的上端面的竖直剖面呈波纹状，波纹状的上端面使得凸结构上的预锻模膛和终锻模膛周边形成凹槽结构，既可以作为多余飞边料和模具/坯料粘附物附着空间，又可以作为空气流通通道，将多余飞边料和模具/坯料粘附物吹向周向的环形间隙中。

本发明在开式热作模具上模边缘设计出凸式结构，中间位置呈凹陷状，在下模模膛周边区域设计出与上模凹式结构形成互补的凸式结构(即一个整体凸起，凸起的上表面为模膛)，凹凸结构的互补高度在上模下压过程未接触坯料时就可使凹凸结构已经镶嵌形成封闭空间，这里的封闭并非完全与外界环境隔绝，而是指模膛面周向被上模的凸式结构包围，或者理解为凸式结构的下端面低于模膛平面。另外在预锻模模膛上设计一个挤杆件(镦头件)杆部延伸段定位圆柱槽。

通过设计上下模形成的凹凸互补结构，使在上下模锻造合模过程中坯料超出塑性变形的多余飞边料和模具/坯料粘附物飞出时被挡在了凹凸互补结构内；另外在预锻模模膛上设计一个挤杆件(镦头件)杆部延伸段定位圆柱槽，以使挤杆件(镦头件)在预锻前能准确定位在正确位置上，从而使挤杆件(镦头件)在预锻过程中杆部不因受震动和锻造力而发生错位、跳动，保证锻后毛坯质量的一致性。

与现有技术相比，本发明将预锻模膛和终锻模膛放在一对模具上，减少了模块消耗一定程度上降低了生产成本，另对温度不敏感的耐热不锈钢等材质叶片可利用预锻变形过程带来的坯料温补进行终锻，减少了一道火次，一定程度上提高了经济效益；在充分保留开式模锻优势的基础上，由于增加了模具边缘凹凸互补结构，使在锻造操作过程中坯料超出塑性变形的多余飞边料和模具/坯料粘附物飞出时被挡在了凹凸互补结构形成的封闭空间内，保证了操作者的安全，杜绝安全隐患；同时在预锻模头部定位槽基础上增加挤杆件(镦头件)杆部延伸段圆柱定位槽，使挤杆件(镦头件)在预锻过程中被定位，防止坯料在预锻过程中因为震动和锻造力的作用而发生错位、跳动，一定程度上提高了坯料的锻后一致性和合格率；另外，凹凸互补结构在模具合模过程中降低了坯料与空气的传热，一定程度上减小了坯料毛边沿飞边仓部铺展的摩擦力，促进坯料在模具模膛中变形。

附图说明

图1为现有常规预锻、终锻模的上下模主视结构示意图；

图2为镦头件摆放在现有常规预锻模下模上发生跳动、错位的示意图；

图3为本发明热作模具的上下模主视结构示意图；

图4为预锻时镦头件放在本发明热作模具下模上的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的构思进行进一步阐述：

如图3和图4所示，本发明结构包括模具上模7和模具下模6，在模具上设计预锻模膛4和终锻模膛5，此结构可充分利用模块面积降低模具成本。在预锻模膛4上设计一个圆柱定位槽1(圆柱槽直径比挤杆件/镦头件杆部直径稍大)，此结构可使镦头件2放置在预锻模上时杆部能定位，达到预防预锻件杆部发生跳动、错位的目的。在模具下模6设计凸结构3，在模具上模7设计凹结构8，并使该凹凸互补结构形成一定的装配间隙，使模具合模过程中从模膛飞出的粘附物或超出塑性变形而飞出的飞边多余料能够挡在凹凸互补结构形成的封闭空间内，保护操作者的安全。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种薄叶身型面叶片的热作模具，包括模具下模(6)和模具上模(7)，所述模具上模(7)下端面有一凹结构(8)，所述模具下模(6)上端面有一凸结构(3)，所述凹结构(8)和所述凸结构(3)在模具上模(7)下压过程中未接触坯料时即形成封闭空间；所述凸结构(3)上端面设置有预锻模膛(4)和终锻模膛(5)，所述预锻模膛(4)内设置有圆柱定位槽(1)。本发明可以预防超出塑性变形的飞边及坯料/模具粘附物飞出伤人，杜绝安全隐患。同时避免挤杆件(镦头件)在预锻过程中发生跳动，从而保证锻后毛坯的一致性，提升产品合格率，降低生产成本。

技术研发人员：陆彦良;陈英杰;胡吉云;黄联杰;刘俊杰;吴永斌;谢少光;王宏操;陈玉珍
受保护的技术使用者：中国航发贵州黎阳航空动力有限公司
技术研发日：2018.11.20
技术公布日：2019.02.19