带筋蒙皮的成形模具和成形方法技术

本发明专利技术公开了带筋蒙皮的成形模具和成形方法。带筋蒙皮具有圆弧面，模具包括：芯轴；左动模和右动模，分别设置于芯轴的左右两侧；上模，设置于芯轴的上方；其中，上模、左动模和右动模相对于芯轴闭合时，上模、左动模、右动模以及芯轴彼此配合形成圆弧形的模腔，成形模具具有通气孔，通气孔与模腔处于连通状态。该成形方法包括：在平板坯料上加工减重腔和加强筋，并在平板坯料的四周加工密封凸梗，密封凸梗用于在加工后的平板坯料被容纳于模腔内时对减重腔进行密封；采用成形模具对加工后的平板坯料进行成形加工。基于该成形模具和成形方法，可以显著缩短加工周期，降低加工成本，提高加工效率，控制加工变形，提高加工精度。

【技术实现步骤摘要】
带筋蒙皮的成形模具和成形方法
本专利技术属于金属材料加工
，尤其涉及一种带筋蒙皮的成形模具和成形方法。
技术介绍
轻量化已成为航空航天零部件的发展趋势。铝合金带筋蒙皮件减重腔的存在可最大限度的实现零件的减重，而纵横交错的筋条可保证零件的强度刚度满足使用要求。过半圆铝合金带筋蒙皮的常规加工方法为先厚板圈圆，然后车外弧面，最后通过数控镗加工的方法实现减重腔及筋条部位的加工。该方法周期很长，生产效率十分低，一件蒙皮的加工需要近一个月。此外，带筋蒙皮的减重腔部位的壁厚很薄，机加后容易变形。此外，加工过程需要进行多次热处理退火，以减小应力，控制变形。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足之处，提出了一种带筋蒙皮的成形模具和成形方法，可以提高对带筋蒙皮的加工效率，缩短加工周期，控制加工变形，提高加工精度。本专利技术的技术解决方案是：一个方面，本专利技术提供了一种带筋蒙皮的成形模具，所述带筋蒙皮具有圆弧面，所述模具包括：芯轴；左动模和右动模，分别设置于所述芯轴的左右两侧；上模，设置于所述芯轴的上方；其中，所述上模、所述左动模和所述右动模相对于所述芯轴闭合时，所述上模、所述左动模、所述右动模以及所述芯轴彼此配合形成圆弧形的模腔，所述成形模具具有通气孔，所述通气孔与所述模腔处于连通状态。优选的是，所述的带筋蒙皮的成形模具，还包括底座，其中，所述芯轴设置于所述底座上，所述左动模和所述右动模可滑动地设置于所述底座上。优选的是，所述的带筋蒙皮的成形模具中，所述底座具有两个限位挡板，所述两个限位挡板分别设置于所述左动模和所述右动模的滑动路径上，分别用于在所述左动模和所述右动模开模时对所述左动模和所述右动模进行止挡。优选的是，所述的带筋蒙皮的成形模具中，所述通气孔设置于所述芯轴上。优选的是，所述的带筋蒙皮的成形模具中，所述芯轴具有第一定位孔和可插拔地设置于所述第一定位孔的定位销，所述定位销的上部突出于所述模腔内，所述定位销的上部侧壁具有插孔。另一方面，本专利技术还提供了一种带筋蒙皮的成形方法，所述带筋蒙皮具有圆弧面，所述方法包括：提供成形模具，所述成形模具包括芯轴、左动模、右动模和上模，所述左动模和所述右动模分别设置于所述芯轴的左右两侧，所述上模设置于所述芯轴的上方；其中，所述上模、所述左动模和所述右动模相对于所述芯轴闭合时，所述上模、所述左动模、所述右动模以及所述芯轴彼此配合形成圆弧形的模腔，所述成形模具具有通气孔，所述通气孔与所述模腔处于连通状态；在平板坯料上加工减重腔和加强筋，并在所述平板坯料的四周加工密封凸梗，所述密封凸梗用于在加工后的平板坯料被容纳于所述模腔内时对所述减重腔进行密封；采用所述成形模具对加工后的平板坯料进行成形加工。优选的是，所述的带筋蒙皮的成形方法中，所述采用成形模具对加工后的平板坯料进行成形加工，包括：冷压预成形：将加工后的平板坯料置于所述芯轴上，驱动所述上模、所述左动模以及所述右动模相对于所述芯轴闭合，通过所述上模、所述左动模以及所述右动模向所述加工后的平板坯料施加冷成形压力，致使所述加工后的平板坯料被容纳于所述模腔内，并发生初步变形；热压成形：将所述成形模具升温至预定温度，通过所述上模、所述左动模以及所述右动模向初步变形的坯料施加热成形压力，致使所述初步变形的坯料的四周部位完全贴模；热气胀成形：通过所述上模、所述左动模以及所述右动模向热压变形的坯料继续施加热成形压力，通过所述通气孔向所述减重腔通入高压气体，致使所述热压成形的坯料对应减重腔的部位完全贴模。优选的是，所述的带筋蒙皮的成形方法中，所述通气孔设置于所述芯轴上；将所述加工后的平板坯料置于所述芯轴上时，所述加工后的平板坯料具有减重腔的一侧朝向所述芯轴。优选的是，所述的带筋蒙皮的成形方法中，所述芯轴具有第一定位孔和可插拔地设置于所述第一定位孔的定位销，所述定位销的上部突出于所述模腔内；所述在所述平板坯料上加工减重腔和加强筋，并在所述平板坯料的四周加工密封凸梗时，还在所述平板坯料上加工第二定位孔；将所述加工后的平板坯料置于所述芯轴上时，将所述定位销穿过所述第一定位孔和所述第二定位孔，从而对所述加工后的平板坯料在所述芯轴上的位置进行限定。优选的是，所述的带筋蒙皮的成形方法中，所述定位销的上部侧壁具有插孔；采用所述成形模具对加工后的平板坯料进行成形加工之后，所述方法还包括：驱动所述上模、所述左动模以及所述右动模开模；将工具插入至所述定位销的插孔内，利用所述工具将所述定位销从所述第一定位孔和第二定位孔中拔出；从所述芯轴的前侧或者后侧推动成形的带筋蒙皮，致使所述成形的带筋蒙皮脱模。本专利技术相对于现有技术的有益效果：本专利技术提供了一种带筋蒙皮的成形模具和成形方法。所述带筋蒙皮具有圆弧面，该成形模具包括：芯轴；左动模和右动模，分别设置于所述芯轴的左右两侧；上模，设置于所述芯轴的上方；其中，所述上模、所述左动模和所述右动模相对于所述芯轴闭合时，所述上模、所述左动模、所述右动模以及所述芯轴彼此配合形成圆弧形的模腔，所述成形模具具有通气孔，所述通气孔与所述模腔处于连通状态。该成形方法首先在平板坯料上加工减重腔和加强筋，并在所述平板坯料的四周加工密封凸梗，所述密封凸梗用于在所述平板坯料被容纳于所述模腔内时对所述减重腔进行密封；采用所述成形模具对加工后的平板坯料进行成形加工。基于上述成形模具和成形方法，可以先对平板坯料加工减重强和加强筋，然后再对已经加工出减重腔和加强筋的平板坯料进行成形加工，与传统工艺相比，坯料在平板状态下的加工效率高，壁厚和尺寸精度容易控制，而且加工过程产生的变形可通过后续热成形消除，因此可以显著缩短加工周期，降低加工成本，提高加工效率，控制加工变形，提高加工精度。附图说明图1为本专利技术实施例提供的带筋蒙皮的成形模具的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的底座的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的芯轴的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的定位销的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的加工后的平板坯料的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的成形模具处于开模状态的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的将加工后的平板坯料置于成形模具内的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的冷压预成形步骤中上模下行过程中坯料变形的示意图；图9为本专利技术实施例提供的热气胀成形步骤中坯料完全贴模的示意图；图10为本专利技术实施例提供的成形加工完成后成形模具处于开模状态的结构示意图；图11为本专利技术实施例提供的成形加工完成的带筋蒙皮的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。如图1所示，本专利技术提供了一种带筋蒙皮的成形模具，所述带筋蒙皮具有圆弧面，所述模具包括：芯轴1；左动模3和右动模4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带筋蒙皮的成形模具，其特征在于，所述带筋蒙皮具有圆弧面，所述模具包括：/n芯轴；/n左动模和右动模，分别设置于所述芯轴的左右两侧；/n上模，设置于所述芯轴的上方；/n其中，所述上模、所述左动模和所述右动模相对于所述芯轴闭合时，所述上模、所述左动模、所述右动模以及所述芯轴彼此配合形成圆弧形的模腔，所述成形模具具有通气孔，所述通气孔与所述模腔处于连通状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种带筋蒙皮的成形模具，其特征在于，所述带筋蒙皮具有圆弧面，所述模具包括：
芯轴；
左动模和右动模，分别设置于所述芯轴的左右两侧；
上模，设置于所述芯轴的上方；
其中，所述上模、所述左动模和所述右动模相对于所述芯轴闭合时，所述上模、所述左动模、所述右动模以及所述芯轴彼此配合形成圆弧形的模腔，所述成形模具具有通气孔，所述通气孔与所述模腔处于连通状态。


2.如权利要求1所述的带筋蒙皮的成形模具，其特征在于，还包括底座，其中，所述芯轴设置于所述底座上，所述左动模和所述右动模可滑动地设置于所述底座上。


3.如权利要求2所述的带筋蒙皮的成形模具，其特征在于，所述底座具有两个限位挡板，所述两个限位挡板分别设置于所述左动模和所述右动模的滑动路径上，分别用于在所述左动模和所述右动模开模时对所述左动模和所述右动模进行止挡。


4.如权利要求1所述的带筋蒙皮的成形模具，其特征在于，所述通气孔设置于所述芯轴上。


5.如权利要求1所述的带筋蒙皮的成形模具，其特征在于，所述芯轴具有第一定位孔和可插拔地设置于所述第一定位孔的定位销，所述定位销的上部突出于所述模腔内，所述定位销的上部侧壁具有插孔。


6.一种带筋蒙皮的成形方法，其特征在于，所述带筋蒙皮具有圆弧面，所述方法包括：
提供成形模具，所述成形模具包括芯轴、左动模、右动模和上模，所述左动模和所述右动模分别设置于所述芯轴的左右两侧，所述上模设置于所述芯轴的上方；其中，所述上模、所述左动模和所述右动模相对于所述芯轴闭合时，所述上模、所述左动模、所述右动模以及所述芯轴彼此配合形成圆弧形的模腔，所述成形模具具有通气孔，所述通气孔与所述模腔处于连通状态；
在平板坯料上加工减重腔和加强筋，并在所述平板坯料的四周加工密封凸梗，所述密封凸梗用于在加工后的平板坯料被容纳于所述模腔内时对所述减重腔进行密封；
采用所述成形模具对加工后的平板坯料进行成形加工。

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【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，李保永，秦中环，李妍华，杨峰，刘玉平，何慧敏，刘吉琛，韩冰，
申请(专利权)人：北京航星机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11