一种铝合金舵机座近净热塑性成型模具制造技术

本实用新型专利技术属于金属加工领域，特别是一种铝合金舵机座近净热塑性成型模具。模具包括导向套、浮动模芯、定位模芯、下模座和冲头；定位模芯位于浮动模芯和下模座中，坯料位于下模座上方、浮动模芯和导向套之间，冲头位于坯料上方、浮动模芯和导向套之间；下模座、导向套以及定位模芯之间形成第一腔室，用于成型舵机座的支座部分；导向套、下模座、定位模芯以及浮动模芯之间形成第二腔室，用于成型舵机座的舵机座凸台部分；冲头、导向套以及浮动模芯之间形成第三腔室，用于成型舵机座的舵机座主体部分。本申请通过热塑性挤压成型，用1套模具即可成形出毛坯件，再经少量的机械切削加工，获得舵机座零件，节省了工时，简化了生产工艺。

A Near Net Thermoplastic Forming Die for Aluminum Alloy Steering Frame

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金舵机座近净热塑性成型模具
本技术属于金属加工领域，特别是一种高强度铝合金舵机座近净热塑性成型模具。
技术介绍
高强度铝合金复杂结构件舵机座，是炮射导弹中的重要零件。该类产品结构复杂，零件为中空状。具有支座，支座的结构各不相同，且支座中还设置有凹槽，零件的主体中空部分形状也很杂，为非等壁厚，中空状的圆桶零件内部具有凸沿，凸沿以及没有凸沿的本体上都具有各种弧面和平面。对于此类零件，现有技术中一般采用切削加工。但是数控切削加工成形，对于形状如此复杂的零件，需要一百多道工序，加工周期长，且会切削下来很多材料，造成材料浪费严重，生产成本高。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题在于提供一种铝合金舵机座近净热塑性成型模具及方法。实现本技术目的的技术解决方案为：一种铝合金舵机座近净热塑性成型模具，所述模具用于成型舵机座，所述舵机座包括圆桶形舵机座主体，设置在舵机座主体下方的多个支座，每个支座中间都设置有凹槽，舵机座主体内部设置舵机座凸台，且舵机座主体为非等壁厚；所述模具包括导向套、浮动模芯、定位模芯、下模座和冲头；其中所述定位模芯位于浮动模芯和下模座中，所述导向套位于下模座的外周，坯料位于下模座上方、浮动模芯和导向套之间，冲头位于坯料上方、浮动模芯和导向套之间；所述下模座、导向套以及定位模芯之间形成第一腔室，用于成型舵机座的支座部分；所述导向套、下模座、定位模芯以及浮动模芯之间形成第二腔室，用于成型舵机座的舵机座凸台部分；所述冲头、导向套以及浮动模芯之间形成第三腔室，用于成型舵机座的舵机座主体部分。所述下模座为圆桶形，下模座包括模垫、四个呈中心对称分布的下模座凸沿，四个呈中心对称分布的下模座凹槽；下模座凹槽中设有下模座凸块，所述下模座凸沿和下模座凹槽交错布置，所述导向套、定位模芯和下模座的下模座凹槽之间形成所述的第一腔室。所述定位模芯(24)呈柱形，定位模芯(24)的外表面与舵机座凸沿的内部形状匹配，外表面设有四个呈中心对称分布的曲率较大的弧面、三个曲率较小的弧面和一个平面，所述三个曲率较小的弧面和一个平面呈中心对称分布，所述四个呈中心对称分布的曲率较大的弧面与呈中心对称分布的三个曲率较小的弧面和一个平面交错布置。最终挤压成型时，所述浮动模芯(23)距离下模座(25)上表面一定距离，所述距离等于舵机座凸台(13)的高度。所述浮动模芯(23)为圆桶状，浮动模芯内表面的形状与定位模芯(24)的外表面形状相匹配，内设有四个呈中心对称分布的曲率较大的内侧小凹沿(231)、三个曲率较小的内侧大凹沿(234)和一个突起的内侧平面(233)，所述三个曲率较小的内侧大凹沿(234)和一个内侧平面(233)呈中心对称分布，所述四个内侧小凹沿(231)与呈中心对称分布的内侧大凹沿(234)和一个内侧平面(233)交错布置；所述浮动模芯(23)的外表面设有外围凸沿(232)和浮动模芯凹槽(235)，所述外围凸沿(232)用于成型舵机座主体(11)上部内表面的凹槽，所述外围凸沿(232)为五个且呈中心对称分布。所述冲头(26)为圆环状，冲头(26)横截面的形状与舵机座(1)上部横截面得形状相同，内表面包括突出部(261)和冲头凹槽(263)。一种利用上述的模具制备舵机座的方法，采用近净热塑性成型方法制备舵机座(1)，具体为：采用管状坯料，模块预热之后合模，合模之后的模具加热，加热后压制成型，脱模之后热处理、精加工得到满足要求的舵机座(1)。采用近净热塑性成型方法制备舵机座(1)，具体步骤为：(1)准备坯料：选用管状铝合金为原始坯料，加热；(2)模块预热：各模块工作面喷刷润滑剂之后放入加热炉中预热；(3)合模：将坯料和各模块合模；(4)模具加热：将已合模的模具放入加热炉中加热；(5)压制成型：将加热之后的模具移至四柱油压机工作台面上，利用冲头进行挤压成型，保压；(6)脱模：顶起模具，取下冲头，取出成型舵机座毛坯；(7)热处理：对舵机座毛坯件进行热处理；(8)精加工：采用切削的方式，对毛坯件进行精加工。所述步骤(1)中坯料加热的温度为450-500℃；所述步骤(2)中模块预热的温度为450-500℃，保温时间为40-80min；所述步骤(3)中的加热温度为450-500℃，保温时间为20-60min；所述步骤(5)中的保压时间为8-15秒。所述步骤(5)中压制成型时，冲头挤压的挤压速度为3-8mm/s，所述步骤(2)的润滑剂为润滑油或石墨粉。本技术与现有技术相比，其显著优点：(1)本申请通过选用合适的原材料形状与尺寸，用1套模具即可成形出毛坯件，再经少量的机械切削加工，获得舵机座零件，从而比切削加工法节省金属材料达到80％以上，还节省了大量的机械切削加工工时，简化了生产工艺。(2)本申请的方法可成形出具有连续金属流线的零件。(3)本申请采取润滑措施，可以有效提高金属流动的均匀性，减少支座区域的等效应变和模具载荷，可以减少对挤压设备的要求，减少缺陷的产生。(4)本申请的成型温度，一定程度减少了挤压力，并提高了金属流动的均匀性，且不会产生过烧，产生粗晶和零件表面的氧化。(5)本申请的挤压速度，即不会造成支座部位应变的加剧，造成金属流动的不均匀，也不会降低生产效率。下面结合附图对本技术作进一步详细描述。附图说明图1本申请铝合金舵机座三维结构示意图。图2本申请铝合金舵机座示意图，其中图(a)为俯视图，图(b)为仰视图，图(c)为剖视图。图3本申请模具结构示意图。图4本申请下模座示意图，其中图(a)为三维示意图，图(b)为俯视图。图5本申请定位模芯示意图，其中图(a)为三维示意图，图(b)为俯视图。图6本申请浮动模芯示意图，其中图(a)为三维示意图，图(b)为俯视图。图7本申请冲头示意图，其中图(a)为三维示意图，图(b)为俯视图。附图标记说明1-舵机座，11-机座主体，12-支座，13-舵机座凸台，2-模具，21-导向套，22-坯料，23-浮动模芯，24-定位模芯，25-下模座，26-冲头，231-内侧小凹沿，232-外围凸沿，233-内侧平台，234-内侧大凹沿，235-浮动模芯凹槽，251-下模座凸沿，252-下模座凹槽，253-下模座凸块，254-模垫，261-突出部，262-冲头主体，263-冲头凹槽。具体实施方式如图3-7所示，本申请模具包括定位模芯24、浮动模芯23、冲头26、下模座25和导向套21。所述下模座25的结构如图4所示，包括模垫254、下模座凸沿251、下模座凸块253和下模座凹槽252；下模座凸沿251成形支座12，下模座凸块253成形支座12中的凹槽。所述的浮动模芯23的结构如图6所示，包括外围凸沿232、内侧大凹沿234、内侧小凹沿231；且外围一侧有一浮动模芯凹槽235；浮动模芯外围凸沿232成形零件上端内壁的五个凹槽，外围的浮动模芯凹槽235成形零件上端内壁的凸块，内侧大凹沿234为三个曲率较小的弧面和一内侧平台233，与定位模芯24紧密贴合；内侧小凹沿231为四个曲率较大的弧面，与定位模芯24的凸沿紧密贴合。所述的定位模芯结构如图5所示，包括模芯主体和模芯凸沿；模芯主体为一圆柱，其中一侧为平面，成形零件中部三个曲率较小的弧面和一个平面，模芯凸沿为四个凸出圆角成形零件中部四本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金舵机座近净热塑性成型模具，其特征在于，所述模具用于成型舵机座(1)，所述舵机座(1)包括圆桶形舵机座主体(11)，设置在舵机座主体(11)下方的多个支座(12)，每个支座(12)中间都设置有凹槽，舵机座主体(11)内部设置舵机座凸台(13)，且舵机座主体(11)为非等壁厚；所述模具(2)包括导向套(21)、浮动模芯(23)、定位模芯(24)、下模座(25)和冲头(26)；其中所述定位模芯(24)位于浮动模芯(23)和下模座(25)中，所述导向套(21)位于下模座(25)的外周，坯料(22)位于下模座(25)上方、浮动模芯(23)和导向套(21)之间，冲头(26)位于坯料(22)上方、浮动模芯(23)和导向套(21)之间；所述下模座(25)、导向套(21)以及定位模芯(24)之间形成第一腔室，用于成型舵机座的支座(12)部分；所述导向套(21)、下模座(25)、定位模芯(24)以及浮动模芯(23)之间形成第二腔室，用于成型舵机座的舵机座凸台(13)部分；所述冲头(26)、导向套(21)以及浮动模芯(23)之间形成第三腔室，用于成型舵机座的舵机座主体(11)部分。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金舵机座近净热塑性成型模具，其特征在于，所述模具用于成型舵机座(1)，所述舵机座(1)包括圆桶形舵机座主体(11)，设置在舵机座主体(11)下方的多个支座(12)，每个支座(12)中间都设置有凹槽，舵机座主体(11)内部设置舵机座凸台(13)，且舵机座主体(11)为非等壁厚；所述模具(2)包括导向套(21)、浮动模芯(23)、定位模芯(24)、下模座(25)和冲头(26)；其中所述定位模芯(24)位于浮动模芯(23)和下模座(25)中，所述导向套(21)位于下模座(25)的外周，坯料(22)位于下模座(25)上方、浮动模芯(23)和导向套(21)之间，冲头(26)位于坯料(22)上方、浮动模芯(23)和导向套(21)之间；所述下模座(25)、导向套(21)以及定位模芯(24)之间形成第一腔室，用于成型舵机座的支座(12)部分；所述导向套(21)、下模座(25)、定位模芯(24)以及浮动模芯(23)之间形成第二腔室，用于成型舵机座的舵机座凸台(13)部分；所述冲头(26)、导向套(21)以及浮动模芯(23)之间形成第三腔室，用于成型舵机座的舵机座主体(11)部分。2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述下模座(25)为圆桶形，下模座(25)包括模垫(254)、四个呈中心对称分布的下模座凸沿(251)，四个呈中心对称分布的下模座凹槽(252)；下模座凹槽(252)中设有下模座凸块(253)，所述下模座凸沿(251)和下模座凹槽(252)交错布置，所述导向套(21)、定位模芯(24)和下模座(25)...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐泽辉，杜龙雨，池天喜，颜银标，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32