分瓣脹型模具及制造內(nèi)部帶筋的環(huán)形件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及熱校形技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種分瓣脹型模具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，具有高比強(qiáng)、重量輕、耐高溫性能的變壁厚鈦合金整體構(gòu)件被逐漸采用。目前，帶筋的變壁厚整體結(jié)構(gòu)的筒體主要采用成形+化銑工藝及粉末成形工藝，而筒體主要以外部加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)較多，但對于某些對外形有氣動(dòng)要求的產(chǎn)品，則米用內(nèi)部加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)通常采用分瓣脹型模具作為筒體的熱耦合成形模具，但目前的分瓣脹形主要針對于等壁厚的鈑金零件，內(nèi)部帶筋結(jié)構(gòu)的筒形零件由于帶有多處臺(tái)階，因此，現(xiàn)有技術(shù)的分瓣脹型模具在熱成形過程中易造成筒體的薄壁區(qū)失穩(wěn);而熱成形+化銑工藝通常用于制造直徑大、長徑比小的鈦合金筒體零件，對于直徑在300mm以下，長徑比大于2的內(nèi)部變壁厚整體結(jié)構(gòu)筒體，由于現(xiàn)有加工工藝無法進(jìn)行刻線、除膠等操作，因此對于此類零件無法采用化銑工藝實(shí)現(xiàn);粉末成形的筒體的薄壁區(qū)有最小厚度要求，一般在1.5mm以上，而且成形后的的尺寸精度不高，內(nèi)部狹小的空間內(nèi)又不易通過機(jī)械加工的方式提高精度，從而導(dǎo)致小直徑、大長徑比的內(nèi)部帶筋結(jié)構(gòu)的筒形件無法滿足預(yù)設(shè)的精度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠解決在熱成形過程中易造成筒體的薄壁區(qū)失穩(wěn)問題的分瓣脹型模具。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種采用上述分瓣脹型模具制造內(nèi)部帶筋的環(huán)形件的方法，以解決小直徑、大長徑比的內(nèi)部帶筋結(jié)構(gòu)的環(huán)形件無法滿足預(yù)設(shè)精度要求的問題。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種分瓣脹型模具，用于內(nèi)部帶筋的環(huán)形件的熱耦合成形，所述分瓣脹型模具包括，本體，所述本體為由多個(gè)脹瓣圍成的軸向具有貫通腔的柱體，相鄰兩所述脹瓣間設(shè)有膨脹間隙，每個(gè)所述脹瓣的外表面沿軸向相間隔的布設(shè)有多個(gè)凸起，且相鄰兩所述凸起之間的凹部形成用于容置所述環(huán)形件的筋的容置槽;兩脹芯，兩所述脹芯均呈截錐狀，每個(gè)所述脹芯具有第一端面和第二端面，兩所述脹芯自所述本體的兩側(cè)分別插入所述貫通孔內(nèi)，且兩所述脹芯的第一端面相對設(shè)置，所述第一端面的直徑小于所述貫通腔的直徑，所述第二端面的直徑大于所述貫通腔的直徑。
[0007]如上所述的分瓣脹型模具，其中，每個(gè)所述脹瓣的內(nèi)表面沿軸向設(shè)有限位槽，所述脹芯沿周向設(shè)有與各所述限位槽對位配合的多個(gè)導(dǎo)向條，各所述導(dǎo)向條均沿所述脹芯的軸向設(shè)置，所述脹芯與各所述脹瓣通過所述限位槽與所述導(dǎo)向條的配合相連接。
[0008]如上所述的分瓣脹型模具，其中，所述本體的至少一側(cè)沿周向設(shè)有由相間隔設(shè)置的多個(gè)限位孔圍成的至少一圈限位孔組，每個(gè)所述限位孔內(nèi)設(shè)置有限位銷，各所述限位銷均延伸出所述限位孔，且各所述限位銷的延伸端能與所述環(huán)形件相連接。
[0009]如上所述的分瓣脹型模具，其中，所述容置槽與所述環(huán)形件的筋之間為間隙配合。
[0010]如上所述的分瓣脹型模具，其中，所述容置槽與所述環(huán)形件的筋之間的間隙為lmm-1.5mmο
[0011]如上所述的分瓣脹型模具，其中，所述本體的外表面呈圓柱狀，或者所述本體的外表面呈徑向漸擴(kuò)的錐狀，或者，所述本體的外表面的徑向截面呈多邊形。
[0012]本發(fā)明還提供了一種制造內(nèi)部帶筋的環(huán)形件的方法，采用上述的分瓣脹型模具，該方法包括以下步驟:
[0013]將一側(cè)面具有筋的毛坯板制成預(yù)設(shè)的環(huán)形件，并使所述環(huán)形件的筋位于內(nèi)側(cè)；
[0014]向所述環(huán)形件內(nèi)插入所述的分瓣脹型模具的本體，并使所述環(huán)形件的筋與所述本體外表面上的容置槽相配合，自所述本體的貫通腔的兩側(cè)分別插入所述分瓣脹型模具的兩個(gè)脹芯，并將兩所述脹芯壓緊；
[0015]將內(nèi)置有所述分瓣脹型模具的所述環(huán)形件置入熱校形爐進(jìn)行熱校形處理；
[0016]取出熱校形處理后的所述環(huán)形件內(nèi)的所述分瓣脹型模具。
[0017]如上所述的制造內(nèi)部帶筋的環(huán)形件的方法，其中，所述環(huán)形件為直筒形結(jié)構(gòu)，所述將一側(cè)面具有筋的毛坯板制成預(yù)設(shè)的環(huán)形件進(jìn)一步包括以下步驟:
[0018]按照預(yù)設(shè)的筒形結(jié)構(gòu)，計(jì)算出需要切割的所述毛坯板的尺寸，并預(yù)留焊接區(qū)域及成形余量；
[0019]按照計(jì)算出的尺寸切割所述毛坯板，并將預(yù)留的所述焊接區(qū)域的端面銑削光滑；
[0020]使用滾彎機(jī)，以所述毛坯板帶筋的一側(cè)為圓的內(nèi)側(cè)，將所述毛坯板滾彎成預(yù)設(shè)的筒形結(jié)構(gòu)；
[0021]將呈筒形的所述毛坯板對接的所述焊接區(qū)域內(nèi)的兩端面焊接成一體形成所述環(huán)形件；
[0022]在所述環(huán)形件的至少一側(cè)沿周向開設(shè)至少一圈間隔設(shè)置的用于連接所述本體的多個(gè)定位孔。
[0023]如上所述的制造內(nèi)部帶筋的環(huán)形件的方法，其中，所述熱校形處理進(jìn)一步包括:
[0024]所述熱校形爐以預(yù)設(shè)的溫度對內(nèi)置有所述分瓣脹型模具的所述環(huán)形件進(jìn)行恒溫加熱，待到預(yù)設(shè)的時(shí)間后，所述熱校形爐降溫冷卻，使得內(nèi)置有所述分瓣脹型模具的所述環(huán)形件降溫冷卻。
[0025]如上所述的制造內(nèi)部帶筋的環(huán)形件的方法，其中，所述預(yù)設(shè)的溫度為700°C_800°C，所述預(yù)設(shè)的保溫時(shí)間為1.5小時(shí)-2.5小時(shí)。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0027]本發(fā)明提供的分瓣脹型模具，通過在每個(gè)脹瓣的外表面沿軸向相間隔的布設(shè)多個(gè)凸起，并在相鄰兩凸起之間的凹部形成用于容置環(huán)形件的筋的容置槽，在使用時(shí)，由于環(huán)形件的筋置于容置槽內(nèi)，使得環(huán)形件的薄壁區(qū)與凸起相貼合，且由于凸起的表面平整，因此環(huán)形件的薄壁區(qū)在熱耦合成形時(shí)能夠保持厚度均勻，從而保證了環(huán)形件薄壁區(qū)的穩(wěn)定性，此夕卜，容置槽與環(huán)形件的筋之間為間隙配合，使得脹瓣在插入環(huán)形件內(nèi)時(shí)，環(huán)形件的筋能夠更順暢的插入容置槽內(nèi)，從而使得脹瓣插入環(huán)形件的操作變得簡單方便，進(jìn)而提高了分瓣脹型模具的安裝效率，并保證了脹瓣的凸起能夠與環(huán)形件的薄壁區(qū)相貼合；
[0028]本發(fā)明提供的分瓣脹型模具，脹芯與各脹瓣通過限位槽與導(dǎo)向條的配合相連接，從而保證了各脹瓣之間的間距相等，即使相鄰兩脹瓣受熱膨脹，也能使得容置槽與環(huán)形件的筋之間具有間隙，從而有效的保證了制成的環(huán)形件的品質(zhì)；
[0029]本發(fā)明提供的分瓣脹型模具，通過定位銷將環(huán)形件與本體連接成一體，從而避免了環(huán)形件相對于本體產(chǎn)生位移，進(jìn)而保證了制成的環(huán)形件的精度；
[0030]本發(fā)明提供的制造內(nèi)部帶筋的環(huán)形件的方法，采用變壁厚平板毛坯預(yù)制+精確脹形的方法，實(shí)現(xiàn)了小直徑、大長徑比的內(nèi)部帶筋結(jié)構(gòu)筒形件的制造，且在制造時(shí)采用上述分瓣脹型模具，從而保證了環(huán)形件薄壁區(qū)的穩(wěn)定性，進(jìn)而有效保證了制成的產(chǎn)品的品質(zhì)。
【附圖說明】
[0031]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例提供的內(nèi)置有分瓣脹型模具的環(huán)形件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是圖1所示的內(nèi)置有分瓣脹型模具的環(huán)形件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3是圖1所示的分瓣脹型模具中脹瓣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4是圖3所示的脹瓣的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖5是圖1所示的分瓣脹型模具中脹芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6是圖5所示的脹芯的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖7是圖1所示的環(huán)形件的展開結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例提供的內(nèi)置有分瓣脹型模具的環(huán)形件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖9是圖8所示的內(nèi)置有分瓣脹型模具的環(huán)形件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041 ]附圖標(biāo)號(hào)說明:
[0042]1-分瓣脹型模具；11-脹瓣；111-凸起；112-容置