一种异型薄壁空腔型材复合精密成形装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种异型薄壁空腔型材复合精密成形装置及方法，属于金属精密成形技术领域，解决了异型薄壁空腔型材的高精度成形问题。一种异型薄壁空腔型材复合精密成形装置，包括上模具、下模具和冲头；上模具和下模具闭合形成异型薄壁空腔型材的容置型腔；冲头为轴向加载件，冲头与异型薄壁空腔型材的空腔开口端密封配合，沿型材长度方向加载成形力；冲头上设置有加压孔和泄压孔，通过加压孔和泄压孔调节型材空腔内压力；型材空腔内压力与垂向施加于上模具和下模具的闭合压力平衡，在轴向和垂向加载力的作用下，型材与上模具和下模具的型腔精密贴合，实现异型薄壁空腔型材复合精密成形，满足了其在航空航天等高端装备制造领域的精度指标要求。的精度指标要求。的精度指标要求。

【技术实现步骤摘要】
一种异型薄壁空腔型材复合精密成形装置及方法


[0001]本专利技术涉及金属精密成形
，更具体而言，本专利技术涉及一种异型薄壁空腔型材复合精密成形装置及方法，并涉及在该方法中使用的多向复合加载技术。

技术介绍

[0002]在航空航天等高端装备制造领域，因使用性能提升从而对产品结构轻量化、整体化以及高精度制造要求日益迫切，异型薄壁空腔型材被越来越广泛的采用，而且随着航空航天的高端装备飞速发展，对异型薄壁空腔型材的需求也与日俱增。
[0003]针对异型薄壁空腔型材的成形方法，常用的有机械压力成形、电磁成形、固体颗粒介质成形、内高压成形等多种方法，这些单一的成形方法对于薄壁空腔结构，尤其是狭小多空腔结构均无法满足精度指标的要求，尤其在小批量多品种的生产条件下，上述单一成形方法适应性不足。
[0004]因此，如何实现异型薄壁空腔型材的高精度成形，解决其在航空航天等高端装备制造领域广泛应用的难题是本领域技术人员一直困扰的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于以上分析，本专利技术提出一种异型薄壁空腔型材复合精密成形装置及方法，解决此类型材在航空航天等高端装备制造领域应用中存在的成形精度问题。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种异型薄壁空腔型材复合精密成形装置，包括上模具1、下模具2、冲头3；
[0008]所述上模具1和下模具2闭合形成异型薄壁空腔型材的容置型腔S；
[0009]所述冲头3为轴向加载件，所述冲头3与异型薄壁空腔型材M的空腔开口端密封配合，沿型材长度方向加载成形力；
[0010]所述冲头3上设置有与异型薄壁空腔型材M空腔连通的加压孔6和泄压孔7，通过加压孔6和泄压孔7调节型材空腔内部压力；
[0011]所述型材空腔内部压力与垂向施加于上模具1和下模具2的闭合压力平衡，在轴向和垂向加载力的作用下，型材与上模具1和下模具2的型腔精密贴合，实现异型薄壁空腔型材复合精密成形。
[0012]进一步的，所述上模具1和所述下模具2闭合时，形成闭合的成形空间S的轮廓形状满足空腔型材M外轮廓的精度要求。
[0013]进一步的，冲头3包括第一冲头和第二冲头，第一冲头和第二冲头为相对的轴向加载件，轴向外压推动两端密封的第一冲头和第二冲头沿轴向移动，从而使型材长度逐渐变短并发生塑性变形。
[0014]进一步的，所述冲头3上设置有加压孔6和泄压孔7；所述加压孔6和泄压孔7设置在第一冲头和/或第二冲头上。
[0015]进一步的，所述泄压孔7管路上设置有压力仪表阀，用于监控空腔型材内部的压力平衡。
[0016]进一步的，所述冲头3包括沿轴向依次设置的密封后部导向段D2、密封凸台5和密封前部导向段D1；所述密封后部导向段D2和上模具1、下模具2闭合的成形空间S的端面间隙配合；所述密封凸台5和密封前部导向段D1与型材的空腔配合。
[0017]进一步的，所述密封后部导向段D2和上模具1、下模具2闭合的成形空间S的端面间隙小于异形薄壁空腔型材M的壁厚。
[0018]另外，本专利技术还提供了一种异型薄壁空腔型材复合精密成形方法，包括如下步骤：
[0019]步骤1、将上模具1固定在压力机构的上滑块上，下模具2、冲头3固定于压力机构的平台上；
[0020]步骤2、上模具1随着上滑块的下降与下模具2闭合，同时将所述异型薄壁空腔型材M置于上模具1和下模具2形成的型腔S内，然后施加水平轴向压力，使得冲头3对型材M的两端面实现密封；
[0021]步骤3、采用冲头3开设的加压孔6向异型薄壁空腔型材M内部加压，同时利用泄压孔7调整空腔型材M内部压力；
[0022]步骤4、施加水平载荷压力推动两端密封冲头3沿轴向移动，同时施加上下垂直载荷使上模具1和下模具2保持完全闭合；
[0023]步骤5、待型材M内部施加的液压载荷到设定值时，泄压，取出型材M。
[0024]进一步的，所述步骤3中，通过所述加压孔6充入所述空腔型材M的介质为氮气或者水。
[0025]进一步的，所述步骤5中，所述液压载荷的设定值范围为2
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20Mpa。
[0026]与现有技术相比，本专利技术至少能实现以下技术效果之一：
[0027](1)本专利技术提供的一种异型薄壁空腔型材复合精密成形装置，包括上、下模具和冲头，能够实现对异型薄壁空腔型材的密封。
[0028](2)本专利技术提供的一种异型薄壁空腔型材复合精密成形工艺，使得同时使用机械压力成形、内高压成形等多种方法进行复合精密成形成为了可能。
[0029](3)通过本专利技术的装置和工艺，使得薄壁空腔结构，尤其是狭小多空腔结构的精度得到了提高，满足了其在航空航天等高端装备制造领域的精度指标要求。
[0030]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0031]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
[0032]图1为异型薄壁空腔型材复合精密成形装置结构示意图；
[0033]图2为上模具和下模具模闭合后的结构示意图；
[0034]图3为异型薄壁空腔型材结构示意图；
[0035]图4为冲头结构示意图；
[0036]图5为图4中A部位放大图；
[0037]图6为典型异型薄壁空腔型材的实物图；
[0038]图7为精密成形前异型薄壁空腔型材尺寸精度检测图；
[0039]图8为精密成形后异型薄壁空腔型材尺寸精度检测图。
[0040]图中，1
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上模具，2
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下模具，3
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冲头，4
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冲头压板，M
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异型薄壁空腔型材，S
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闭合空腔，5
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密封凸台，D1
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密封前部导向段，D2
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密封后部导向段，6
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加压孔，7
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泄压孔。
具体实施方式
[0041]以下结合具体实施例对一种异型薄壁空腔型材复合精密成形装置方法作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本专利技术不限定于这些实施例中。
[0042]在航空航天等高端装备制造领域，因使用性能提升从而对产品结构轻量化、整体化以及高精度制造要求日益迫切，异型薄壁空腔型材被越来越广泛的采用。示例性地，如图1所示典型的异型薄壁空腔型材的实物图，其壁厚为3mm，分为了8个腔体，腔体之间有空腔隔板分开，空腔隔板起到支撑整个型材结构，保持型材尺寸精度的作用。为满足高端装备性能提升的要求，其产品结构的制造精度要求往往高达0.5mm，而直接采购的异型薄壁空腔型材，其加工工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异型薄壁空腔型材复合精密成形装置，其特征在于，包括上模具(1)、下模具(2)、冲头(3)；所述上模具(1)和下模具(2)闭合形成异型薄壁空腔型材的容置型腔(S)；所述冲头(3)为轴向加载件，所述冲头(3)与异型薄壁空腔型材(M)的空腔开口端密封配合，沿型材长度方向加载成形力；所述冲头(3)上设置有与异型薄壁空腔型材(M)空腔连通的加压孔(6)和泄压孔(7)，通过加压孔(6)和泄压孔(7)调节型材空腔内部压力；所述型材空腔内部压力与垂向施加于上模具(1)和下模具(2)的闭合压力平衡，在轴向和垂向加载力的作用下，型材与上模具(1)和下模具(2)的型腔精密贴合，实现异型薄壁空腔型材复合精密成形。2.根据权利要求1所述的异型薄壁空腔型材复合精密成形装置，其特征在于，所述上模具(1)和所述下模具(2)闭合时，形成闭合的成形空间(S)的轮廓形状满足空腔型材(M)外轮廓的精度要求。3.根据权利要求1所述的异型薄壁空腔型材复合精密成形装置，其特征在于，冲头(3)包括第一冲头和第二冲头，第一冲头和第二冲头为相对的轴向加载件，轴向外压推动两端密封的第一冲头和第二冲头沿轴向移动，从而使型材长度逐渐变短并发生塑性变形。4.根据权利要求3所述的异型薄壁空腔型材复合精密成形装置，其特征在于，所述冲头(3)上设置有加压孔(6)和泄压孔(7)；所述加压孔(6)和泄压孔(7)设置在第一冲头和/或第二冲头上。5.根据权利要求1所述异型薄壁空腔型材复合精密成形装置，其特征在于，所述泄压孔(7)管路上设置有压力仪表阀，用于监控空腔型材内部的压力平衡。6.根据权利要求1所述的异型薄壁空腔型材复合精密成形装置，其特征在于，所述冲头(3)包括沿轴向依次设置的密封后部导向段(D2)、密封凸台...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓琳，孙磊，李保永，初冠南，韩维群，李妍华，王猛团，王胜龙，
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：