充液挤压成型的方法及其获得的叶片技术

本发明专利技术公开了一种充液挤压成型的方法及其获得的叶片，包括以下步骤：模具制备：制作凹模和凸模；密封定位：对预制管坯的两端分别进行扩口，并对扩口进行密封，再将预制管坯安装在凹模的成型腔内，采用压块将预制管坯两端压紧并定位在凹模内；挤压支撑合模：向预制管坯内注满液体并使凸模缓慢下行挤压预制管坯，同时使液体增压至第一液体压力P

The method of liquid filled extrusion molding and the obtained blades

【技术实现步骤摘要】
充液挤压成型的方法及其获得的叶片
本专利技术涉及航空零件成形方法领域，特别地，涉及一种充液挤压成型的方法。此外，本专利技术还涉及一种包括上述充液挤压成型的方法获得的叶片。
技术介绍
叶片零件的特点较扁而两边不完全对称，空间扭曲，在成形过程中容易发生不贴模、夹料、起皱等现象。充液成形是指采用液体(油或水)作为传力介质代替刚性凸模或凹模传递载荷，使坯料在传力介质压力作用下贴靠凹模或凸模以实现金属板材零件的成形。充液成形主要分为充液拉深成形和液体凸模拉深，前者利用液体介质代替凹模，而后者是以液体介质作为凸模。但是，采用充液成形工艺对于极小圆角成形到位所需的胀形力非常大，容易造成零件局部失稳而起皱，并且充液成形工艺同样存在成形不到位等问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种充液挤压成型的方法及其获得的叶片，以解决现有技术加工两侧带有小圆角的零件造成成形不到位，并零件局部失稳而起皱的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种充液挤压成型的方法，通过充液挤压形成空间扭曲且侧向带小圆角的零件，小圆角为小于R1.5的圆角，包括以下步骤：模具制备：根据需挤压成形零件的轮廓制作出配合作用的凹模和凸模；密封定位：对预制管坯的两端分别进行扩口，并采用推头分别推进预制管坯两端的扩口内以对预制管坯两端的扩口进行密封，再将预制管坯安装在凹模的成型腔内，采用压块将预制管坯两端压紧并定位在凹模内；挤压支撑合模：向预制管坯内注满液体并使凸模缓慢下行挤压预制管坯，同时使液体增压至第一液体压力P1并保持不变，直至凹模的分型面与凸模的分型面接触，以使预制管坯受到周向挤压应力形成预成形零件；高压整形：在凸模上加吨位，增加液体压力至第二液体压力P2使得预成形零件在第二液体压力P2的作用下定型，泄压，形成零件。进一步地，预制管坯的制备包括：根据零件模型计算等效截面周长a，控制预制管坯的截面周长b，使得预制管坯的截面周长b大于等于等效截面周长a，且预制管坯直径与零件模型的等效圆管直径的差值小于等于1mm。进一步地，预制管坯一端的推头设有用于液体注入预制管坯内部的进液口，以将液体通过进液口注入至预制管坯内；推头与预制管坯的接触部位设有密封圈。进一步地，挤压支撑合模的具体步骤为：通过进液口向预制管坯内部注入液体并使液体充满预制管坯内腔；对凸模施压控制凸模下行速度使得预制管坯逐步发生塑性变形，同时开启增压器使液体压力逐渐增加至第一液体压力P1并保持不变；凸模下行直至凹模的分型面与凸模的分型面接触，预制管坯的外形面分别紧贴凹模的内壁面和凸模的内壁面，通过周向挤压应力与充入液体的第一液体压力P1共同作用下，使得预制管坯两侧的小圆角成形到位，形成预成形零件。进一步地，挤压支撑合模过程中的第一液体压力P1的获取为：其中，K为安全系数；t为预制管坯的厚度；d为预制管坯的外径；δs为预制管坯的抗拉强度系数。进一步地，第二液体压力P2为100MPa～140MPa。进一步地，第二液体压力P2保压的时间为2min～5min。进一步地，在预制管坯扩口之前对预制管坯外表面、预制管坯与推头抵接的部位分别涂上润滑油；高压整形中泄压后还包括修剪处理，修剪处理包括去除预制管坯两端的扩口部分。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种如上述充液挤压成型的方法获得的叶片，叶片两端的小圆角为r0.8～r1.5。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的充液挤压成型的方法，通过凹模和凸模的合模作用对预制管坯进行周向挤压，使得零件侧向的小圆角成形到位。先将推头插入到预制管坯里进行扩口密封，带推头的预制管坯整体放入凹模，预制管坯两端通过压块压实定位，向预制管坯内注入液体并控制液体增压至第一液体压力P1，凸模缓慢下行挤压预制管坯，使得预制管坯沿径向一定轨迹变形，凸模与凹模合模后加吨位，再进行高压定型，泄压，形成零件。上述充液挤压成型的方法将预制管坯安装在带有压块的合模装置中，在凹模与凸模的合模过程中使得预制管坯受到周向挤压应力的作用，解决了充液成形过程中合模胀形侧向小圆角不到位的问题，改变传统液压胀形中零件双向受拉状态。并且，通过控制预制管坯里液体压力和凸模缓慢下行，有效的防止局部失稳而起皱，从而使零件的侧向小圆角精确成形到位。将上述充液挤压成型的方法应用于航空复杂零件的生产，并辅之以现代计算机控制技术，不仅可减少加工工序，缩短生产周期，降低成本，降低废品率、提高零件质量，同时还能改善生产环境、减少对操作者技能的依赖性。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的合模装置示意图；以及图2是本专利技术优选实施例的充液挤压成型的方法的挤压成形过程示意图。附图标号说明：1、凹模；2、压块；3、推头；4、凸模。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图1是本专利技术优选实施例的合模装置示意图；图2是本专利技术优选实施例的充液挤压成型的方法的挤压成形过程示意图。如图1和图2所示，本实施例的充液挤压成型的方法，通过充液挤压形成空间扭曲且侧向带小圆角的零件，小圆角为小于R1.5的圆角，包括以下步骤：模具制备：根据需挤压成形零件的轮廓制作出配合作用的凹模1和凸模4；密封定位：对预制管坯的两端分别进行扩口，并采用推头3分别推进预制管坯两端的扩口内以对预制管坯两端的扩口进行密封，再将预制管坯安装在凹模1的成型腔内，采用压块2将预制管坯两端压紧并定位在凹模1内；挤压支撑合模：向预制管坯内注满液体并使凸模4缓慢下行挤压预制管坯，同时使液体增压至第一液体压力P1并保持不变，直至凹模1的分型面与凸模4的分型面接触，以使预制管坯受到周向挤压应力形成预成形零件；高压整形：在凸模4上加吨位，增加液体压力至第二液体压力P2使得预成形零件在第二液体压力P2的作用下定型，泄压，形成零件。本专利技术的充液挤压成型的方法，通过凹模和凸模的合模作用对预制管坯进行周向挤压，使得零件侧向的小圆角成形到位。先将推头插入到预制管坯里进行扩口密封，带推头的预制管坯整体放入凹模，预制管坯两端通过压块压实定位，向预制管坯内注入液体并控制液体增压至第一液体压力P1，凸模缓慢下行挤压预制管坯，使得预制管坯沿径向一定轨迹变形，凸模与凹模合模后加吨位，再进行高压定型，泄压，形成零件。上述充液挤压成型的方法将预制管坯安装在带有压块的合模装置中，在凹模与凸模的合模过程中使得预制管坯受到周向挤压应力的作用，解决了充液成形过程中合模胀形侧向小圆角不到位的问题，改变传统液压胀形中零件双向受拉状态。并且，通过控制预制管坯里液体压力和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充液挤压成型的方法，通过充液挤压形成空间扭曲且侧向带小圆角的零件，小圆角为小于R1.5的圆角，其特征在于，包括以下步骤：/n模具制备：根据需挤压成形零件的轮廓制作出配合作用的凹模(1)和凸模(4)；/n密封定位：对预制管坯的两端分别进行扩口，并采用推头(3)分别推进预制管坯两端的扩口内以对所述预制管坯两端的扩口进行密封，再将所述预制管坯安装在凹模(1)的成型腔内，采用压块(2)将所述预制管坯两端压紧并定位在所述凹模(1)内；/n挤压支撑合模：向所述预制管坯内注满液体并使所述凸模(4)缓慢下行挤压所述预制管坯，同时使液体增压至第一液体压力P

【技术特征摘要】
1.一种充液挤压成型的方法，通过充液挤压形成空间扭曲且侧向带小圆角的零件，小圆角为小于R1.5的圆角，其特征在于，包括以下步骤：
模具制备：根据需挤压成形零件的轮廓制作出配合作用的凹模(1)和凸模(4)；
密封定位：对预制管坯的两端分别进行扩口，并采用推头(3)分别推进预制管坯两端的扩口内以对所述预制管坯两端的扩口进行密封，再将所述预制管坯安装在凹模(1)的成型腔内，采用压块(2)将所述预制管坯两端压紧并定位在所述凹模(1)内；
挤压支撑合模：向所述预制管坯内注满液体并使所述凸模(4)缓慢下行挤压所述预制管坯，同时使液体增压至第一液体压力P1并保持不变，直至所述凹模(1)的分型面与所述凸模(4)的分型面接触，以使所述预制管坯受到周向挤压应力形成预成形零件；
高压整形：在所述凸模(4)上加吨位，增加液体压力至第二液体压力P2使得所述预成形零件在第二液体压力P2的作用下定型，泄压，形成零件。


2.根据权利要求1所述的充液挤压成型的方法，其特征在于，
所述预制管坯的制备包括：根据零件模型计算等效截面周长a，控制所述预制管坯的截面周长b，使得所述预制管坯的截面周长b大于等于等效截面周长a，且所述预制管坯直径与所述零件模型的等效圆管直径的差值小于等于1mm。


3.根据权利要求1所述的充液挤压成型的方法，其特征在于，
所述预制管坯一端的所述推头(3)设有用于液体注入所述预制管坯内部的进液口，以将液体通过所述进液口注入至所述预制管坯内；
所述推头(3)与所述预制管坯的接触部位设有密封圈。


4.根据权利要求3所述的充液挤压成型的方法，其特征在于，
所述挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴超，熊爱奎，肖娟，杜松，李又春，施立军，张艳峰，袁南翔，张天辉，陈鹏，
申请(专利权)人：中国航发南方工业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43