一种薄壁钣金件充液成形模具及方法技术

本发明专利技术涉及一种薄壁钣金件充液成形模具及方法，模具包括下模座，下模芯通过螺钉连接在下模座上，上模芯安装在下模芯上部与下模芯围成封闭腔，橡皮囊通过密封压环安装在封闭腔内下模座上；上模芯上部通过螺钉与上模座连接，上模座上端与压机上平台连接；所述下模座上设置有液体注入口；所述下模座内部设置有排气管。在进行充液成形时，毛坯安装在橡皮囊上，向橡皮囊内充入液体进行充液成形。这种方法彻底消除焊缝带来的使用中焊缝产生裂纹的安全隐患；同时该装置能够缩短零件制造工艺流程、降低零件制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁钣金件充液成形模具及方法
本专利技术属于柔性介质成形
，尤其涉及一种薄壁钣金件充液成形模具及方法。
技术介绍
航空发动机中的薄壁金件多为高温合金冲压件，与组件有配合关系，对零件的的制造质量精度有较高要求，如航空发动机上的一种镍基高温合金冲压件，如图1所示，目前这种薄壁钣金件的成形制造工艺为：将零件分成两个简单的半圆进行拉伸成形，如图2所示，然后修配成半圆，通过氩弧焊接接在一起，成形零件毛坯经过热处理消除成形和焊接应力后，再用胀形模具校正获得零件的全部形状和尺寸，最终车加工成最终零件，如图3所示。目前的制造工艺存在的主要问题有：一是零件为拼焊结构，零件表面存在的焊缝影响零件的外表质量和使用可靠性，零件在使用中有时出现焊缝裂纹问题，影响到产品的使用安全；二是拼焊结构造成零件的制造工艺流程长，精度差，制造成本高。同时，如上述提到的这种薄壁钣金件，具有良好的冷成形性能，室温延伸率为35％，因该零件局部成形变形量较大，零件最小成形转接半径仅为R2，根据试验，采用普通胀形成形工艺无法直接成形出零件，因此对于这种要成形小转接半径的薄壁钣金件，亟需一种充液成形模具及方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种薄壁钣金件充液成形模具及方法，解决目前存在的焊缝影响零件使用可靠性问题，实现该类零件的整体充液成形，取消纵向焊，从而消除焊缝带来的使用安全隐患，缩短零件的制造流程，降低制造成本。一种薄壁钣金件充液成形模具，包括下模座，下模芯通过螺钉连接在下模座上，上模芯安装在下模芯上部与下模芯围成封闭腔，橡皮囊通过密封压环安装在封闭腔内下模座上；上模芯上部通过螺钉与上模座连接，上模座上端与压机上平台连接；所述下模座上设置有液体注入口；所述下模座内部设置有排气管，与下模座上的出气孔连接。所述下模座上设置有导柱，上模座上相应设置有导柱通孔，所述导柱通孔内设置有导套。所述上模芯、下模芯与毛坯接触部分的表面粗糙度小于Ra0.8，硬度HRC大于45。上述的一种薄壁钣金件充液成形模具的充液成形方法，具体包括以下步骤：步骤一：按照整体冲压成形工艺，应用冲压成形等面积原理，通过PAMSTAMP冲压模拟软件计算、试验并确定零件毛坯尺寸；采用普通拉深成形方法加工出筒形，并通过车加工底孔去除法兰边，得到充液前毛坯；步骤二：将所述模具安装到具有充液功能的数控压机上，将预制的毛坯放置在橡皮囊上，压机上平台下行带动上模芯压紧到下模芯上表面，形成一个封闭腔室；通过压机附带的增压器将液体从注入口注入到橡皮囊内部，在液体压力的作用下使橡皮囊外部的毛坯产生塑性变形，直至增压器内压强达到压机上程序预设压强，确保毛坯与上模芯和下模芯型面贴合，从而完成零件充液成形毛坯的成形。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的装置和方法，实现了一种薄壁金件的整体充液成形，取消了纵向氩弧焊缝，提高了零件外观和表面质量，彻底消除焊缝带来的使用中焊缝产生裂纹的安全隐患；同时该装置能够缩短零件制造工艺流程、降低零件制造成本。附图说明图1为航空发动机中一种镍基高温合金薄壁钣金件示意图；图2为拼焊结构件示意图；图3为拼焊结构件焊后示意图；图4为本专利技术提供的模具示意图；图5为实施例提供的充液成形前毛料示意图；图6为充液成形前毛坯示意图；图7为充液成形过程示意图；其中，1上模座，2上模芯，3毛坯，4橡皮囊，5下模芯，6密封压坏，7下模座，8注入口，9导套，10导柱，11排气管。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案和效果作详细描述。如图4所示，一种薄壁钣金件充液成形模具，包括下模座7，下模芯5通过螺钉连接在下模座7上，下模芯5上模芯2安装在下模芯5上部与下模芯5围成封闭腔，橡皮囊4通过密封压环6安装在封闭腔内下模座7上；上模芯2上部通过螺钉与上模座1连接，上模座1上端与压机上平台连接；所述下模座7上设置有液体注入口8，用于向橡皮囊4内注入液体；所述下模座7内部设置有排气管11，与下模座7上的出气孔连接，当向橡皮囊4内充入液体时，橡皮囊4内的气体通过排气管11和出气孔排出模具内部；所述下模座7上设置有导柱10，上模座1上相应设置有导柱10通孔，用于上模座1、下模座7的精确导向，保证上模芯2和下模芯5的位置准确；所述导柱10通孔内设置有导套9。所述模具的最小壁厚处的强度能够安全承受充液成形过程的最大压力。所述上模芯2、下模芯5与毛坯3接触部分的表面粗糙度小于Ra0.8，硬度HRC大于45。上述一种薄壁钣金件充液成形模具的充液成形方法，以
技术介绍
中涉及到的一种镍基高温合金薄壁钣金件为例，具体包括以下步骤：步骤一：按照整体冲压成形工艺，应用冲压成形等面积原理，通过PAMSTAMP冲压模拟软件计算、试验并确定零件毛坯3尺寸，本实施例的毛料如图5所示，采用普通拉深成形方法加工出筒形，并通过车加工底孔去除法兰边，得到充液前毛坯3，如图6所示；毛料直径应满足零件成形尺寸，同时减小冲压成形变形量，利于零件的成形；充液成形毛坯3的设计至关重要，目的是要充分发挥充液成形能够提高材料成形极限的优点，在能够满足最终成形材料面积的前提下，尽可能设计成利于流动和均匀变形的形状，各处转接圆角要大于最终所要成形的圆角。充液成形的基本原理是利用液体作为成形用软凸模(或软凹模)，液体在压力的作用下使板料产生塑形变形，通过控制成形过程液体压力，同时实时控制对板料施加的压力分布，有效地控制材料的流动和变形，从而实现复杂薄壁钣金件的成形。步骤二：将所述模具安装到具有充液功能的数控压机上，将预制的毛坯3放置在橡皮囊4上，压机上平台下行带动上模芯2压紧到下模芯5上表面，形成一个封闭腔室；通过压机附带的增压器将液体从注入口8注入到橡皮囊4内部，在液体压力的作用下使橡皮囊4外部的毛坯3产生塑性变形，直至增压器内压强达到压机上程序预设压强，确保毛坯3与上模芯2和下模芯5型面贴合，从而完成零件充液成形毛坯3的成形，如图7所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁钣金件充液成形模具，其特征在于：包括下模座，下模芯通过螺钉连接在下模座上，上模芯安装在下模芯上部与下模芯围成封闭腔，橡皮囊通过密封压环安装在封闭腔内下模座上；上模芯上部通过螺钉与上模座连接，上模座上端与压机上平台连接；所述下模座上设置有液体注入口；所述下模座内部设置有排气管，与下模座上的出气孔连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄壁钣金件充液成形模具，其特征在于：包括下模座，下模芯通过螺钉连接在下模座上，上模芯安装在下模芯上部与下模芯围成封闭腔，橡皮囊通过密封压环安装在封闭腔内下模座上；上模芯上部通过螺钉与上模座连接，上模座上端与压机上平台连接；所述下模座上设置有液体注入口；所述下模座内部设置有排气管，与下模座上的出气孔连接。


2.根据权利要求1所述的一种薄壁钣金件充液成形模具，其特征在于：所述下模座上设置有导柱，上模座上相应设置有导柱通孔，所述导柱通孔内设置有导套。


3.根据权利要求1所述的一种薄壁钣金件充液成形模具，其特征在于：所述上模芯、下模芯与毛坯接触部分的表面粗糙度小于Ra0.8，硬度HRC大于45。

【专利技术属性】
技术研发人员：张立超，王丹，吴化刚，侯建宝，韩雪，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21