盘形件制造方法及模具

1.本技术涉及盘形件制造技术领域，特别是涉及一种盘形件制造方法及模具。


背景技术：

2.盘形件广泛用于电力、核能以及航空航天等领域，尤其是作为航空、航天发动机的核心部件，其成形质量在很大程度上影响着发动机的工作性能。目前盘形件的制造方法是将棒状坯料通过预锻、终锻的加工路线成形目标零件。相关技术中，为保证锻件充填饱满、改善成形缺陷，采用多工步成形的方法，分别针对预锻和终锻步骤的成形特点设计两套不同的模具，从而保证各步骤中坯料充分变形。然而，多工步成形的工艺流程长，生产效率低，且复杂的热变形历史导致锻件的性能稳定性难以控制。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种盘形件制造方法及模具，以简化工艺流程，提高生产效率，并且保证锻件的性能稳定性。
4.根据本技术的第一方面，本技术实施例提供了一种盘形件制造方法，包括：
5.将所述坯料放置于所述下模块的模膛中央；
6.控制所述上模块和所述压杆以第一线速度同步朝向所述下模块移动，并控制所述上模块和所述下模块分别以第一角速度反向转动，以使得所述第一推料槽和所述第二推料槽提供作用于所述坯料的径向向外的推力；
7.在所述上模块和所述下模块彼此接触的情况下，控制所述压杆和所述顶杆夹紧固定所述坯料以避免所述坯料转动；
8.控制所述上模块和所述下模块分别以第二角速度反向转动，以使得所述第一推料槽和所述第二推料槽对所述坯料的端面进行碾压，直至所述坯料的端面达到预设平整度。
9.在其中一个实施例中，定义垂直于所述第一轴线且与所述上模块的模膛内壁相切的平面为第一切面，垂直于所述第一轴线且与所述下模块的模膛内壁相切的平面为第二切面；
10.所述上模块在所述第一切面上具有绕所述第一轴线圆周分布的多个第一螺旋线，相邻两个所述第一螺旋线之间形成一个所述第一推料槽；
11.所述下模块在所述第二切面上具有绕所述第一轴线圆周分布的多个第二螺旋线，相邻两个所述第二螺旋线之间形成一个所述第二推料槽；
12.所述第一螺旋线的旋向与所述上模块的转向相反，所述第二螺旋线的旋向与所述下模块的转向相反。
13.在其中一个实施例中，所述第一螺旋线和所述第二螺旋线的形状构造为阿基米德螺旋线、渐开线或第一预设曲线中的一种；
14.所述第一预设曲线由参数θ关于坐标x、y的参数方程为：
15.x＝e-dθ
cosθ
16.y＝e-dθ
sinθ
17.所述第一角速度ω1关于变形时间t的函数为：
[0018][0019]
其中，v1为第一线速度，d为第一预设常数，l0为所述坯料的初始高度。
[0020]
在其中一个实施例中，所述第一预设常数d的取值满足以下条件：
[0021]
d＝0.5
[0022]
d＝1
[0023]
d＝2
[0024]
其中，为盘形件的直径。
[0025]
在其中一个实施例中，定义以所述第一轴线为中轴线的圆柱面为参考圆柱面；
[0026]
所述第一推料槽和所述第二推料槽与所述参考圆柱面的交线为平滑弧线。
[0027]
在其中一个实施例中，所述第一推料槽和所述第二推料槽与所述参考圆柱面的交线为第二预设曲线；
[0028]
所述第二预设曲线关于坐标s、p的方程为：
[0029][0030]
0≤s≤l
[0031]
其中，a为第二预设常数，l为相邻两个所述第一螺旋线或所述第二螺旋线与所述参考圆柱面的两个交点之间的距离。
[0032]
在其中一个实施例中，所述第二预设常数a的取值满足以下条件：
[0033]
a＝(0.25～0.4)d
min
[0034]
其中，d
min
为相邻两个所述第一螺旋线或所述第二螺旋线的起点之间的距离。
[0035]
在其中一个实施例中，所述第一线速度的取值范围为1～10mm/s；和/或
[0036]
所述第二角速度的取值范围为0.01～0.02rad/s。
[0037]
在其中一个实施例中，所述在所述上模块和所述下模块彼此接触的情况下，控制所述压杆和所述顶杆夹紧固定所述坯料以避免所述坯料转动具体包括：
[0038]
在所述上模块和所述下模块彼此接触的情况下，控制所述压杆向所述坯料施加预设压力以夹紧固定所述坯料。
[0039]
根据本技术的第二方面，本技术实施例还提供了一种用于盘形件制造的模具，包括上模块、压杆、下模块和顶杆；
[0040]
所述压杆与所述顶杆构造为回转体且以第一轴线为回转中心同轴设置；
[0041]
所述压杆贯穿所述上模块并伸入所述上模块的模膛内，所述顶杆贯穿所述下模块并伸入所述下模块的模膛内；
[0042]
所述上模块的模膛具有由中心向外弯曲延伸的多个第一推料槽，所述下模块的模膛具有由中心向外弯曲延伸的多个第二推料槽；
[0043]
所述上模块和所述下模块反向转动时，所述第一推料槽和所述第二推料槽能够提
供作用于所述坯料的径向向外的推力。
[0044]
上述盘形件制造方法及模具中，在上模块的模膛设置由中心向外弯曲延伸的多个第一推料槽，在下模块的模膛设置由中心向外弯曲延伸的多个第二推料槽，在预锻步骤中，在上模块和压杆同步朝向下模块移动的同时，控制上模块和下模块等速反向转动，使得端部的坯料流入第一推料槽和第二推料槽，并利用第一推料槽和第二推料槽向坯料施加径向向外的推力，以减小模具与坯料之间摩擦力对坯料在端部的径向流速的影响，从而使坯料在端部的径向流速接近在中部的径向流速，避免坯料出现鼓形导致开裂，提高材料的成形极限，保证预锻步骤中坯料充分变形。在终锻步骤中，在压杆和顶杆夹紧坯料的同时，控制上模块和下模块等速反向转动，使得坯料从第一推料槽和第二推料槽中流出，并利用第一推料槽和第二推料槽将坯料的端面碾压平整，保证终锻步骤中坯料充分变形。
[0045]
上述盘形件制造方法及模具采用一套模具即可完成对坯料的预锻和终锻加工，并能够保证各步骤中坯料充分变形。如此，无需将坯料在不同模具间转移，一方面，减少了工步从而简化工艺流程、提高生产效率。另一方面，无需重复对坯料进行加热保温操作，保证了锻件的性能稳定性。此外，坯料金属在第一推料槽和第二推料槽的推动下沿周向发生变形，增大了材料的变形量，可细化组织，提高锻件的综合力学性能。
附图说明
[0046]
图1为本技术一实施例中盘形件制造方法的流程示意图；
[0047]
图2为本技术一实施例中模具的结构示意图；
[0048]
图3为图2中a处的局部放大图；
[0049]
图4为本技术一实施例中模具在成形开始前的结构示意图；
[0050]
图5为本技术一实施例中初始形态的坯料的结构示意图；
[0051]
图6为本技术一实施例中模具在预锻步骤的结构示意图；
[0052]
图7为本技术一实施例中中间形态的坯料的结构示意图；
[0053]
图8为本技术一实施例中模具在终锻步骤的结构示意图；
[0054]
图9为本技术一实施例中最终形态的坯料的结构示意图；
[0055]
图10为本技术一实施例中下模块的模膛的结构示意图；
[0056]
图11为图10所示下模块的模膛在另一视角的结构示意图；
[0057]
图12为本技术一实施例中第一预设曲线的坐标图；
[0058]
图13为图10所示下模块的模膛在参考圆柱面的截面图；
[0059]
图14为本技术一实施例中第二预设曲线的坐标图。
[0060]
附图标记说明：
[0061]
100、模具；
[0062]
101、上模块；1011、第一推料槽；1012、第一螺旋线；1013、第一飞边槽；102、压杆；103、下模块；1031、第二推料槽；1032、第二螺旋线；1033、第二飞边槽；1034、齿圈部；104、顶杆；105、第一驱动件；106、第二驱动件；107、齿圈件；108、第一齿轮；109、第二齿轮；110、上模板；111、固定套；112、第一轴承；113、固定座；114、第二轴承；
[0063]
10、坯料；10a、初始形态的坯料；10b、中间形态的坯料；10c、最终形态的坯料；
[0064]
o、第一轴线；b、第一切面；c、第二切面；d、参考圆柱面。
具体实施方式
[0065]
为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0066]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0067]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0068]
在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0069]
在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0070]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0071]
盘形件广泛用于电力、核能以及航空航天等领域，尤其是作为航空、航天发动机的核心部件，其成形质量在很大程度上影响着发动机的工作性能。近年来，随着各个领域的快速发展，对大尺寸盘形件的需求与日俱增。目前盘形件的制造方法是通过平模模具对棒状坯料进行制坯，再将棒状坯料通过预锻、终锻的加工路线成形目标零件。
[0072]
在对棒状坯料进行锻造时，金属坯料的变形方式类似为压缩变形，由于模具和坯料之间摩擦力的作用，坯料在中部的径向流速快于端部的径向流速，导致坯料出现鼓形；同时，应用于发动机的盘形件常使用的材料为高温合金和钛合金等难变形合金，高温变形抗力大，热加工窗口小，在锻造时容易出现充填不满或边部开裂等缺陷。另外，这类盘形件高温锻造时间长，变形所获的晶粒细化速度不足以抵消晶粒长大速度，导致晶粒粗大，使得最终锻件性能大幅度降低，难以满足大尺寸盘形件在长期恶劣工作条件下的高温拉伸性能、
蠕变及抗疲劳性等力学性能。
[0073]
由于盘形件成形缺陷的产生与金属在模具型腔中的充填流动以及变形程度密切相关，目前的研究中主要通过改善型腔结构和成形工艺或者采用多工步成形保证锻件充填饱满来改善成形缺陷。例如，在一篇相关专利中，其通过在上、下模具设置球冠状突起，减小坯料与模具的瞬时接触时的接触面积，延缓工件的降温速率，增加金属流动性。然而，现有工艺对于高温合金和钛合金的锻造常采用等温锻方法，模具与坯料的温差较小，通过减小接触面积来降低坯料与模具的温度差对坯料流动性的改善效果十分有限。在另一篇相关专利中，分别针对预锻和终锻步骤的成形特点设计两套不同的模具，从而保证各步骤中坯料充分变形。然而，多工步成形的工艺流程长，生产效率低，且复杂的热变形历史导致锻件的性能稳定性难以控制。因此，对于盘形件的制造方法和模具需要进一步的研究。
[0074]
针对上述相关技术中存在的问题，本技术实施例提供了一种盘形件制造方法及模具，以简化工艺流程，提高生产效率，并且保证锻件的性能稳定性。
[0075]
图1示出了本技术一实施例中盘形件制造方法的流程示意图；图2示出了本技术一实施例中模具的结构示意图；图3示出了图2中a处的局部放大图。
[0076]
在一些实施例中，参见图1至图3，本技术实施例提供了一种盘形件制造方法，使用特制的模具100对坯料进行加工。模具100包括上模块101、压杆102、下模块103和顶杆104，压杆102与顶杆104构造为回转体且以第一轴线o为回转中心同轴设置。压杆102贯穿上模块101并伸入上模块101的模膛内，顶杆104贯穿下模块103并伸入下模块103的模膛内。上模块101的模膛具有由中心向外弯曲延伸的多个第一推料槽1011，下模块103的模膛具有由中心向外弯曲延伸的多个第二推料槽1031。该方法包括如下步骤：
[0077]
s101、将坯料放置于下模块的模膛中央。
[0078]
图4示出了本技术一实施例中模具在成形开始前的结构示意图，图5示出了本技术一实施例中初始形态的坯料的结构示意图。
[0079]
该步骤为成形开始前的准备步骤，结合附图对该步骤进行说明。具体地，参见图4和图5，首先将模具100安装于压力机(图未示)，通过压力机带动上模块101和压杆102上行实现模具开模，从而预留出用于放置棒状坯料(初始形态的坯料10a)的操作空间，然后将坯料10放置于下模块103的模膛中央，确保下模块103与坯料10中心对正以使得坯料10在整个成形过程中能够由中心向外均匀流动。可选地，在放置坯料10之前还包括在模膛内喷涂润滑剂，从而减少坯料10与模具100之间的摩擦和粘着，进而延长模具寿命、减少能源消耗以及提高锻件质量。
[0080]
s102、控制上模块和压杆以第一线速度同步朝向下模块移动，并控制上模块和下模块分别以第一角速度反向转动，以使得第一推料槽和第二推料槽提供作用于坯料的径向向外的推力。
[0081]
图6示出了本技术一实施例中模具在预锻步骤的结构示意图；图7示出了本技术一实施例中中间形态的坯料的结构示意图。
[0082]
该步骤对应坯料成形过程中的预锻步骤，用以获得与目标锻件(盘形件)尺寸与形状相近的中间形态的坯料10b，结合附图对该步骤进行说明。具体地，参见图6和图7，通过压力机带动上模块101和压杆102以第一线速度v1同步下行，并且控制上模块101和下模块103分别以第一角速度ω1反向转动，直至上模块101与下模块103彼此接触实现模具100合模。
可选地，第一线速度v1的取值范围为1～10mm/s，保证坯料10在较低的应变速率下进行超塑性变形，降低变形抗力。
[0083]
在上模块101和压杆102同步下行的过程中，坯料10的两端被压入第一推料槽1011和第二推料槽1031内。由于第一推料槽1011和第二推料槽1031构造为由中心向外弯曲延伸，当上模块101和下模块103相对坯料10转动时，第一推料槽1011和第二推料槽1031对其内部坯料金属的挤压力会具有径向向外的分力，也即作用于坯料10的径向向外的推力，以减小模具100与坯料10之间摩擦力对坯料10在端部的径向流速的影响，从而使坯料10在端部的径向流速接近在中部的径向流速，避免坯料10出现鼓形导致开裂，提高材料的成形极限，保证预锻步骤中坯料充分变形，得到中间形态的坯料10b。
[0084]
s103、在上模块和下模块彼此接触的情况下，控制压杆和顶杆夹紧固定坯料以避免坯料转动。
[0085]
s104、控制上模块和下模块分别以第二角速度反向转动，以使得第一推料槽和第二推料槽对坯料的端面进行碾压，直至坯料的端面达到预设平整度。
[0086]
图8示出了本技术一实施例中模具在终锻步骤的结构示意图；图9示出了本技术一实施例中最终形态的坯料的结构示意图。
[0087]
这两个步骤对应坯料成形过程中的终锻步骤，用以获得目标锻件，即最终形态的坯料10c，结合附图对该步骤进行说明。具体地，参见图8和图9，在上模块101和下模块103彼此接触的情况下，通过压力机控制压杆102和顶杆104夹紧固定坯料10，再控制上模块101和下模块103分别以第二角速度ω2反向转动。可选地，第二角速度ω2的取值范围为0.01～0.02rad/s，较小的转动速度有助于降低碾压时的成形力，增大变形量、细化晶粒，并提高锻件两端面的成形质量。
[0088]
在上模块101和下模块103相对坯料10转动的过程中，坯料金属从第一推料槽1011和第二推料槽1031中流出，第一推料槽1011和第二推料槽1031将坯料10的端面碾压平整，保证终锻步骤中坯料充分变形，得到最终形态的坯料10c。压杆102和顶杆104夹紧固定坯料10的目的是，避免坯料10的某一表面碾压平整后，坯料10与另一表面接触到的模块一起转动，发生打滑，从而影响坯料成形。可选地，预设平整度可根据目标锻件的表面质量要求进行设置，本技术对此不作限定。
[0089]
由此，上述盘形件制造方法采用一套模具即可完成对坯料的预锻和终锻加工，并能够保证各步骤中坯料充分变形。如此，无需将坯料在不同模具间转移，一方面，减少了工步从而简化工艺流程、提高生产效率。另一方面，无需重复对坯料进行加热保温操作，保证了锻件的性能稳定性。此外，坯料金属在第一推料槽1011和第二推料槽1031的推动下沿周向发生变形，增大了材料的变形量，可细化组织，提高锻件的综合力学性能。
[0090]
特别说明，本技术的制造方法和模具在制造高径比小、外形扁平的大尺寸盘形件时，相较于传统制造方法和模具具有明显优势。
[0091]
图10示出了本技术一实施例中下模块的模膛的结构示意图；图11示出了图10所示下模块的模膛在另一视角的结构示意图。
[0092]
在一些实施例中，参见图3、图9和图10，定义垂直于第一轴线o且与上模块101的模膛内壁相切的平面为第一切面b，垂直于第一轴线o且与下模块103的模膛内壁相切的平面为第二切面c。上模块101在第一切面b上具有绕第一轴线o圆周分布的多个第一螺旋线
1012，相邻两个第一螺旋线1012之间形成一个第一推料槽1011。下模块103在第二切面c上具有绕第一轴线o圆周分布的多个第二螺旋线1032，相邻两个第二螺旋线1032之间形成一个第二推料槽1031。第一螺旋线1012的旋向与上模块101的转向相反，第二螺旋线1032的旋向与下模块103的转向相反。如此，上模块101的多个第一推料槽1011和下模块103的多个第二推料槽1031均呈现为连续圆周分布的多个螺旋状凹槽，且螺旋状凹槽的旋向与其所在的模块的转向相反，从而使得第一推料槽1011和第二推料槽1031能够对坯料10的两端在周向上各处均匀施力，从而保证预锻步骤和终锻步骤中的坯料成形效果。可选地，第一螺旋线1012和第二螺旋线1032的数量均为20个，上模块101的模膛中具有20个第一推料槽1011，下模块103的模膛中具有20个第二推料槽1031。
[0093]
图12示出了本技术一实施例中第一预设曲线的坐标图。
[0094]
具体到一些实施例中，参见图5、图6、图11和图12，第一螺旋线1012和第二螺旋线1032的形状构造为第一预设曲线，第一预设曲线由参数θ关于坐标x、y的参数方程为：
[0095]
x＝e-dθ
cosθ
[0096]
y＝e-dθ
sinθ
[0097]
第一角速度ω1关于变形时间t的函数为：
[0098][0099]
其中，v1为第一线速度，d为第一预设常数，l0为坯料的初始高度。
[0100]
具体地，第一预设曲线通过圆柱半径和坯料前沿的径向流速与变形时间之间的关系推导而得。当第一螺旋线1012和第二螺旋线1032构造为第一预设曲线，且，第一角速度ω1按照上述函数随变形时间t变化时，可保证坯料10在端部的径向流速与坯料10在中部的径向流速趋于一致，最大程度上使坯料10在端部的外径与坯料10在中部的外径相等，从而坯料10出现鼓形导致开裂。可选地，第一预设常数d的取值和参数θ的取值范围根据实际需要确定，本技术对此不作限定。图12所示的曲线为d＝0.5、θ∈(-3π,3π)时第一预设曲线的形状，图11中下模块103上的第二螺旋线1032为图12所示第一预设曲线上截取的一部分。
[0101]
具体到其他实施例中，第一螺旋线1012和第二螺旋线1032的形状也可以构造为与第一预设曲线形状相似的阿基米德螺旋线或渐开线。
[0102]
对第一预设曲线的参数方程分析可知，常数d越大，曲线的曲率相对越小。进一步地，第一预设常数d的取值满足以下条件：
[0103]
d＝0.5
[0104]
d＝1
[0105]
d＝2
[0106]
其中，为盘形件的直径。
[0107]
图13示出了图10所示下模块的模膛在参考圆柱面的截面图；图14示出了本技术一实施例中第二预设曲线的坐标图。
[0108]
在一些实施例中，参见图10和图13，定义以第一轴线o为中轴线的圆柱面为参考圆柱面d，第一推料槽1011和第二推料槽1031与参考圆柱面d的交线为平滑弧线。如此，能够保证坯料在第一推料槽1011和第二推料槽1031中平缓流动。可选地，平滑弧线的形状可以构
造为抛物线、正弦曲线或圆弧线中的一种。
[0109]
在一些实施例中，第一推料槽1011和第二推料槽1031与参考圆柱面d的交线为第二预设曲线，第二预设曲线的形状为正弦曲线，第二预设曲线关于坐标s、p的方程为：
[0110][0111]
0≤s≤l
[0112]
其中，a为第二预设常数，l为相邻两个第一螺旋线1012和第二螺旋线1032与参考圆柱面d的两个交点之间的距离。
[0113]
对第二预设曲线的方程结合图10和图13的结构分析可知，第二预设常数a的取值等于第一推料槽1011和第二推料槽1031深度的一半。槽深越大(即第二预设常数a的取值越大)，位于第一推料槽1011和第二推料槽1031内的坯料金属越多，推动坯料金属向外流动的效率就越高，但同时，造成金属剪切变形的风险也越高。因此，需要将槽深控制在合适的区间内。合适的槽深有利于提高第一推料槽1011和第二推料槽1031在预锻步骤中推动坯料金属径向向外流动的效率，且能避免第一推料槽1011和第二推料槽1031在终锻步骤中坯料金属流出时造成金属剪切变形。
[0114]
进一步地，第二预设常数a的取值满足以下条件：
[0115]
a＝(0.25～0.4)d
min
[0116]
其中，d
min
为相邻两个第一螺旋线1012和第二螺旋线1032的起点之间的距离。
[0117]
在一些实施例中，参见图3和图10，上模块101的模膛外周侧设有第一飞边槽1013，下模块103的模膛外周侧设有第二飞边槽1033。如此，可设置坯料10的总体积略大于目标锻件总体积，以保证终锻步骤中，坯料金属从第一推料槽1011和第二推料槽1031中流出后能够完全填充模膛，多余的坯料金属能够流入飞边槽中，从而保证锻件成形到位。
[0118]
在一些实施例中，参见图8，s103步骤具体包括：在上模块101和下模块103彼此接触的情况下，控制压杆102向坯料10施加预设压力p以夹紧固定坯料10。如此，预设压力p提供的摩擦阻力大于上模块101和下模块103使坯料10变形施加的扭矩之差，从而避免坯料10随上模块101或下模块103转动。
[0119]
具体地，预设压力p的取值满足以下条件：
[0120]
p＝(2～3.5)f
[0121]
其中，p的单位为kn，f为包括飞边桥部在内的锻件投影面积，f的单位为cm2。
[0122]
作为一种可选的实施方式，模具100安装于双动压力机上，双动压力机具有能够彼此独立运动和施压的外滑块和内滑块，将上模块101与外滑块连接，压杆102与内滑块连接，通过外滑块带动上模块101上下运动，通过内滑块102带动压杆102上下运动，从而实现预锻步骤中上模块101和压杆102的同步下行，以及终锻步骤中压杆102的进一步施压。
[0123]
在一些实施例中，在s101步骤之前，还需要将上模块101、下模块103和坯料10加热至预设温度，并对坯料10进行预设时长的保温。对坯料10进行加热和保温有助于提高坯料10的金属流动性以保证坯料10在后续的成形过程中充分变形，对模具100进行预热有助于保护模具100并且提高模具100的使用效率。
[0124]
进一步地，当坯料10的材料为高温合金时，预设温度低于高温合金γ’相完全溶解温度50～150℃，预设时长为2～3小时。该预设温度处于高温合金塑性较好的范围，可以有
效降低成形过程中的变形抗力，同时在该预设温度下高温合金存在γ’相，通过钉扎晶界有效抑制晶粒长大，获得细晶组织。当坯料10的材料为钛合金时，预设温度低于钛合金β相转变温度20～50℃，预设时长为1～2小时。该预设温度处于钛合金两相区，α相可以抑制晶粒长大，锻造后获得性能较为优异的双态组织。
[0125]
基于同样的发明构思，参见图2和图3，本技术实施例还提供了一种用于盘形件制造的模具100，包括上模块101、压杆102、下模块103和顶杆104。压杆102与顶杆104构造为回转体且以第一轴线o为回转中心同轴设置，压杆102贯穿上模块101并伸入上模块101的模膛内，顶杆104贯穿下模块103并伸入下模块103的模膛内。上模块101的模膛具有由中心向外弯曲延伸的多个第一推料槽1011，下模块103的模膛具有由中心向外弯曲延伸的多个第二推料槽1031。上模块101和下模块103反向转动时，第一推料槽1011和第二推料槽1031能够提供作用于坯料10的径向向外的推力。使用模具100能够实施上述盘形件制造方法，从而简化工艺流程，提高生产效率，并且保证锻件的性能稳定性。
[0126]
在一些实施例中，继续参见图2，模具100还包括第一驱动件105和第二驱动件106。第一驱动件105与上模块101传动连接，以驱动上模块101转动。第二驱动件106与下模块103传动连接，以驱动下模块103相对上模块101反向转动。如此，在预锻步骤和终锻步骤中能够通过第一驱动件105和第二驱动件106带动上模块101和下模块103等速反向转动，从而实现推料动作和碾压动作。
[0127]
具体到图2所示的实施例中，模具100还包括齿圈件107、第一齿轮108和第二齿轮109，下模块103的上部外壁具有齿圈部1034。齿圈件107固设于上模块101的下部外壁，第一驱动件105被配置为第一电机，第一齿轮108固设于第一电机的驱动轴，齿圈件107与第一齿轮108啮合从而实现第一驱动件105与上模块101的传动连接。第二驱动件106被配置为第二电机，第二齿轮109固设于第二电机的驱动轴，齿圈部1034与第二齿轮109啮合从而实现第二驱动件106与下模块103的传动连接。
[0128]
在一些实施例中，模具100还包括上模板110、固定套111和第一轴承112。固定套111与上模板110固连，上模块101借助第一轴承112可转动地设置于固定套111中。第一轴承112能够降低上模块101转动过程中的摩擦系数，并保证回转精度。可选地，第一轴承112的数量为两个，两个第一轴承112被配置为沿第一轴线o方向相对设置的两个圆锥滚子轴承，从而在预锻步骤和终锻步骤中向上模块101提供足够的轴向和径向支撑力。
[0129]
在一些实施例中，模具100还包括固定座113和第二轴承114。下模块103借助第二轴承114可转动地设置于固定座113中。第二轴承114能够降低下模块103转动过程中的摩擦系数，并保证回转精度。可选地，第二轴承114被配置为圆锥滚子轴承，从而在预锻步骤和终锻步骤中向下模块103提供足够的轴向和径向支撑力。
[0130]
具体地，图示模具100安装于双动压力机的操作步骤如下：上模块101通过上模板110与外滑块连接，压杆102与内滑块连接，从而实现外滑块和内滑块带动上模块101和压杆102上下运动。下模块103通过固定座113安装在工作台上。顶杆104与顶出装置连接，从而通过顶杆104在成形结束后顶出目标锻件。
[0131]
综上所述，上述盘形件制造方法及模具采用一套模具即可完成对坯料的预锻和终锻加工，并能够保证各步骤中坯料充分变形。如此，无需将坯料在不同模具间转移，一方面，减少了工步从而简化工艺流程、提高生产效率。另一方面，无需重复对坯料进行加热保温操
作，保证了锻件的性能稳定性。此外，坯料金属在第一推料槽1011和第二推料槽1031的推动下沿周向发生变形，增大了材料的变形量，可细化组织，提高锻件的综合力学性能。
[0132]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0133]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本专利的保护范围应以所附权利要求为准。