專利名稱:一種細(xì)化雙軸頸鋁合金葉片晶粒度的壓彎及預(yù)鍛一體模具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種細(xì)化雙軸頸鋁合金葉片晶粒度的壓彎及預(yù)鍛一體模具,屬航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙軸頸類鋁合金葉片的鍛造【技術(shù)領(lǐng)域】。該模具由下模和上模組成,下模和上模分別裝在設(shè)備上下兩個(gè)模座中,靠設(shè)備導(dǎo)軌導(dǎo)向配合;下模設(shè)有下模壓彎凹模形腔和下模預(yù)鍛形腔,上模設(shè)有上模壓彎凸模形腔和上模預(yù)鍛形腔,壓彎型腔用來(lái)進(jìn)行壓彎,預(yù)鍛型腔用來(lái)預(yù)鍛。本實(shí)用新型壓彎形腔與預(yù)鍛形腔設(shè)計(jì)在一個(gè)模塊上,可以充分利用模座尺寸設(shè)計(jì)2個(gè)模具形腔,實(shí)現(xiàn)一個(gè)鍛造加熱火次進(jìn)行兩次鍛造成形過(guò)程,提高生產(chǎn)效率、減少坯料的加熱時(shí)間,合理分配了預(yù)制坯體積及變形量,從而提高了材料利用率、細(xì)化了鋁合金葉片的晶粒度,對(duì)于節(jié)約生產(chǎn)成本、減少質(zhì)量損失具有重要的意義。
【專利說(shuō)明】一種細(xì)化雙軸頸鋁合金葉片晶粒度的壓彎及預(yù)鍛一體模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙軸頸類鋁合金葉片的鍛造【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種細(xì)化雙軸頸鋁合金葉片晶粒度的壓彎及預(yù)鍛一體模具。
【背景技術(shù)】
[0002]雙軸頸類鋁合金葉片是航空產(chǎn)品中常見的一種葉片類型,傳統(tǒng)的成型路線為平模壓扁、采用終鍛模具進(jìn)行預(yù)鍛欠壓、終鍛成形工序。雙軸頸類鋁合金葉片傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)是采用上、下2個(gè)平模進(jìn)行壓扁制坯,然后采用同一套模具進(jìn)行預(yù)鍛欠壓及終鍛成形,其缺點(diǎn)是材料利用率低,而且葉片使用同一套模具進(jìn)行預(yù)鍛欠壓時(shí),由于壓扁坯料體積分配不合理,導(dǎo)致葉片在終鍛時(shí)葉身局部因變形量過(guò)大產(chǎn)生表面撕裂,而軸頸處及葉身局部常常因局部變形量過(guò)小(進(jìn)入鋁合金材料臨界變形區(qū))產(chǎn)生粗晶質(zhì)量問(wèn)題而報(bào)廢,影響產(chǎn)品交付,因此為解決上述問(wèn)題需設(shè)計(jì)新型模具。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為減少鍛造火次,合理分配鍛造變形量,解決使用傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)所生產(chǎn)的鋁合金葉片表面粗晶等問(wèn)題,提高鍛件合格率,本實(shí)用新型提供一種細(xì)化雙軸頸鋁合金葉片晶粒度的壓彎及預(yù)鍛一體模具。
[0004]本實(shí)用新型一種細(xì)化雙軸頸鋁合金葉片晶粒度的壓彎及預(yù)鍛一體模具,由下模和上模組成,下模和上模分別裝在設(shè)備上下兩個(gè)模座中,靠設(shè)備導(dǎo)軌導(dǎo)向配合;下模設(shè)有下模壓彎凹模形腔和下模預(yù)鍛形腔,上模設(shè)有上模壓彎凸模形腔和上模預(yù)鍛形腔,壓彎型腔用來(lái)進(jìn)行壓彎,預(yù)鍛型腔用來(lái)預(yù)鍛。
[0005]所述下模壓彎形腔上設(shè)有定位分界線,將頂鍛件大頭頂部與定位分界線13緊密配合定位后,可對(duì)頂鍛件進(jìn)行壓彎,得到的壓彎件形狀可匹配預(yù)鍛模具。
[0006]工作時(shí),首先將頂鍛件放入形腔,使用與形腔進(jìn)行壓彎,保持不動(dòng),快速向下打擊,從而得葉片壓彎件;而后利用夾鉗快速將壓彎件放入形腔進(jìn)行預(yù)鍛,同樣保持不動(dòng),快速向下打擊,得到預(yù)鍛件。
[0007]本新型壓彎及預(yù)鍛一體成形模具,將頂鍛坯料進(jìn)行預(yù)成形,且通過(guò)優(yōu)化預(yù)鍛坯形狀,為終鍛預(yù)留合適的變形量,避免因終鍛變形量不合理而使葉片產(chǎn)生的表面撕裂和粗晶冋題,提尚廣品質(zhì)量。
[0008]壓彎及預(yù)鍛一體模具,在結(jié)構(gòu)上要考慮到模座橫向空間尺寸的限制,合理分配壓彎形腔及預(yù)鍛形腔尺寸,頂鍛件壓彎時(shí)的定位、壓彎件與預(yù)鍛模具的匹配以及預(yù)鍛件與終鍛模具的匹配。新型一體模具分為上下兩個(gè)模塊,上下模各有兩個(gè)型腔,一個(gè)型腔用來(lái)進(jìn)行壓彎,另一個(gè)型腔用來(lái)預(yù)鍛。由于模座空間尺寸有限,采用一模兩腔的設(shè)計(jì)方式,就需考慮兩個(gè)形腔的尺寸排布。預(yù)鍛形腔毛邊橋處尺寸為橫向所需最大尺寸,因此在保證其完全布排開后,再確定壓彎形腔寬度尺寸,保證兩個(gè)形腔設(shè)計(jì)在一個(gè)模具上且滿足成形的需要。壓彎形腔主要為了將頂鍛后的棒料體積進(jìn)行合理分配,使各型面截面體積滿足預(yù)制坯成形需要,在壓彎形腔設(shè)計(jì)一個(gè)定位分界線,定位分界線位于下模壓彎形腔上,圖4中形腔左側(cè)臺(tái)階處即為定位分界線,將頂鍛件大頭頂部與臺(tái)階處緊密配合定位后,可對(duì)頂鍛件進(jìn)行壓彎,得到的壓彎件形狀可匹配預(yù)鍛模具;預(yù)鍛形腔主要是完成預(yù)鍛鍛造變形,獲得與終鍛形腔匹配的預(yù)鍛件。預(yù)鍛形腔設(shè)計(jì)的目的是使葉身部分產(chǎn)生鐓粗變形,軸頸部分產(chǎn)生反向擠壓變形,均為終鍛成形預(yù)留出合適的變形量,可避免終鍛時(shí)因變形量過(guò)小,造成的鍛件表面粗晶問(wèn)題。利用Deform模擬軟件模擬預(yù)鍛過(guò)程中坯料的流動(dòng)趨勢(shì),葉片雙軸頸部位的坯料可充滿預(yù)鍛模具形腔并且有富余,因此在預(yù)鍛模具軸頸部位設(shè)計(jì)了與終鍛模具相同結(jié)構(gòu)的毛邊橋;而葉片葉身部位的坯料在預(yù)鍛時(shí)沒(méi)有流出預(yù)鍛形腔,因此采用放開式形腔,讓坯料進(jìn)行自由壓扁成型,由此得到的雙軸頸帶有毛邊的預(yù)鍛件可方便的放于終鍛模具當(dāng)中,完全匹配終鍛模具,在終鍛時(shí)不會(huì)產(chǎn)生鍛造缺陷。在排布?jí)簭澬颓慌c預(yù)鍛型腔時(shí)還需要考慮操作的方便性,將壓彎型腔排布在預(yù)鍛型腔的左側(cè),操作者可以用鉗子快速地將壓彎件翻轉(zhuǎn)至右側(cè)預(yù)鍛型腔,完成一次鍛造操作。
[0009]本實(shí)用新型壓彎形腔與預(yù)鍛形腔設(shè)計(jì)在一個(gè)模塊上,可以充分利用模座尺寸設(shè)計(jì)2個(gè)模具形腔,實(shí)現(xiàn)一個(gè)鍛造加熱火次進(jìn)行兩次鍛造成形過(guò)程,提高生產(chǎn)效率、減少坯料的加熱時(shí)間,并且合理分配了預(yù)制坯體積及變形量,從而提高了材料利用率、細(xì)化了鋁合金葉片的晶粒度,對(duì)于節(jié)約生產(chǎn)成本、減少質(zhì)量損失具有重要的實(shí)際意義。
[0010]本實(shí)用新型模具投入使用后,解決了鋁合金材料葉片因晶粒度不合格而報(bào)廢的質(zhì)量問(wèn)題,鍛件合格率由原來(lái)的30%提高到97%以上,材料利用率較原來(lái)的成型方式提高了約30.2%,每年可節(jié)約廢品損失及原材料費(fèi)用約40余萬(wàn)元,可為類似軸頸類葉片模具設(shè)計(jì)提供參考。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為該軸頸類葉片頂鍛模具;
[0012]圖2為壓彎及預(yù)鍛一體模具整體圖;
[0013]圖3為壓彎及預(yù)鍛一體模具形腔俯視圖;
[0014]圖4為壓彎模腔剖面圖;
[0015]圖5葉片頂鍛件示意圖;
[0016]圖6葉片壓彎件示意圖;
[0017]圖7葉片預(yù)鍛件示意圖;
[0018]圖8葉片終鍛件示意圖;
[0019]其中I為下模,2為上模,11為下模壓彎凹模形腔,12為下模預(yù)鍛形腔,13為定位分界線;21為上模壓彎凸模形腔,22為上模預(yù)鍛形腔;3為頂鍛沖頭,4為頂鍛陰模。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本實(shí)用新型一種細(xì)化雙軸頸鋁合金葉片晶粒度的壓彎及預(yù)鍛一體模具,由下模I和上模2組成,下模I和上模2導(dǎo)向配合;下模I設(shè)有下模壓彎凹模形腔11和下模預(yù)鍛形腔12,上模2設(shè)有上模壓彎凸模形腔21和上模預(yù)鍛形腔22,壓彎型腔用來(lái)進(jìn)行壓彎,預(yù)鍛型腔用來(lái)預(yù)鍛。
[0021]所述下模壓彎形腔11上設(shè)有定位分界線13,將頂鍛件大頭頂部與定位分界線13緊密配合定位后,可對(duì)頂鍛件進(jìn)行壓彎,得到的壓彎件形狀可匹配預(yù)鍛模具。
[0022]工作時(shí),首先將頂鍛件放入11形腔,使用11與21形腔進(jìn)行壓彎,11保持不動(dòng),21快速向下打擊11,從而得葉片壓彎件;而后利用夾鉗快速將壓彎件放入12形腔進(jìn)行預(yù)鍛,同樣12保持不動(dòng),2,2快速向下打擊12,得到預(yù)鍛件。
[0023]棒料頂鍛、壓彎及預(yù)鍛、終鍛的全過(guò)程如圖5?8所示,使用本新型模具的運(yùn)行方式如下:
[0024](I)使用圖1中的頂鍛模具。工作時(shí),4陰模保持不動(dòng),3沖頭靠導(dǎo)向作用向2陰模運(yùn)動(dòng),模腔接觸棒料頭部,將棒料局部進(jìn)行鐓粗,得到圖5所示的頂鍛件;
[0025](2)使用圖2中的壓彎及預(yù)鍛一體模具。工作時(shí),將(I)得到的頂鍛件放入I下模中的形腔,I下模保持不動(dòng),2上??焖傧蛳逻\(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)2個(gè)形腔的鍛件變形,完成一次動(dòng)作。
[0026]具體操作順序:首先將頂鍛件放入11形腔,使用11與21形腔進(jìn)行壓彎。工作時(shí),21快速向下打擊11,從而得到圖6所示的葉片壓彎件;而后利用夾鉗快速將壓彎件放入12形腔進(jìn)行預(yù)鍛,同樣12保持不動(dòng),22快速向下打擊12,得到圖7所示的預(yù)鍛件。
[0027](3)使用原有終鍛模具打擊(2)得到的預(yù)鍛件得到圖8所示的葉片終鍛件。
[0028]從圖3可以看出,壓彎形腔與預(yù)鍛形腔設(shè)計(jì)在一個(gè)模塊上,可以充分利用模座尺寸設(shè)計(jì)2個(gè)模具形腔,實(shí)現(xiàn)一個(gè)鍛造加熱火次進(jìn)行兩次鍛造成形過(guò)程,提高生產(chǎn)效率、減少坯料的加熱時(shí)間,并且合理分配了預(yù)制坯體積及變形量,從而提高了材料利用率、細(xì)化了鋁合金葉片的晶粒度,對(duì)于節(jié)約生產(chǎn)成本、減少質(zhì)量損失具有重要的實(shí)際意義。
【權(quán)利要求】
1.一種細(xì)化雙軸頸鋁合金葉片晶粒度的壓彎及預(yù)鍛一體模具,其特征在于該模具由下模和上模組成,下模和上模分別裝在設(shè)備上下兩個(gè)模座中,靠設(shè)備導(dǎo)軌導(dǎo)向配合;下模設(shè)有下模壓彎凹模形腔和下模預(yù)鍛形腔,上模設(shè)有上模壓彎凸模形腔和上模預(yù)鍛形腔,壓彎型腔用來(lái)進(jìn)行壓彎,預(yù)鍛型腔用來(lái)預(yù)鍛。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)化雙軸頸鋁合金葉片晶粒度的壓彎及預(yù)鍛一體模具,其特征在于所述下模壓彎形腔上設(shè)有定位分界線,將頂鍛件大頭頂部與定位分界線緊密配合定位后,可對(duì)頂鍛件進(jìn)行壓彎,得到的壓彎件形狀可匹配預(yù)鍛模具。
【文檔編號(hào)】B21J13-02GK204276771SQ201420657030
【發(fā)明者】單善, 汪大成, 馬巍 [申請(qǐng)人]沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司