轻质马鞍形端框结构的多向热挤压成形模具及成形方法技术

本发明专利技术公开了一种轻质马鞍形端框结构的多向热挤压成形模具及成形方法。模具包括：下模座、侧挤滑块底座、侧挤滑块垫板、侧挤滑块、凸模压板、凸模、上模座、上凹模垫板、上凹模、下凹模、下凹模垫板、顶出杆、顶出器、侧挤滑块压板和加热管，上述各个模块之间采用六角头螺栓连接。本发明专利技术可以实现马鞍形端框结构挤压件多向热挤压快速高效生产制造。向热挤压快速高效生产制造。向热挤压快速高效生产制造。

【技术实现步骤摘要】
轻质马鞍形端框结构的多向热挤压成形模具及成形方法


[0001]本专利技术涉及金属材料成形
，特别是一种轻质马鞍形端框结构的多向热挤压成形模具及成形方法。

技术介绍

[0002]国防安全的大趋势要求武器装备更新换代的响应速度越来越快、技战术指标越来越高，武器装备逐渐显现出结构轻量化、复杂化、一体化的特点，构件质强比要求不断提高，结构轻量化和高强度需求矛盾越来越突出。为满足上述需求，航天武器构件大量采用了轻质合金薄壁中空带筋结构。其中，某型号航天装备的端框结构横截面为马鞍形，内部为典型薄壁中空带筋结构。
[0003]目前该薄壁中空带筋马鞍形端框多采用以下两种方法制造而成。一是采用方形锻坯机加制造，该方法存在严重的弊端，比如材料利用率低于15％，材料耗费严重；锻坯机械加工及热处理过程中产生变形，报废风险大，制造成本高。二是采用立式热挤压成形制造，该方法材料利用率得到大幅提升，但由于该马鞍形端框结构特征复杂，需采用两套模具进行两次挤压，才能实现最终的近净成形，两次挤压成形之间需进行一次加热，造成挤压件晶粒长大，第二道挤压时未变形部位的粗大晶粒会保留下来，产生混晶，严重影响结构的综合性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服现有技术的不足，提供了一种轻质马鞍形端框结构的多向热挤压成形模具及成形方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种轻质马鞍形端框结构的多向热挤压成形模具，所述模具包括：下模座、侧挤滑块底座、侧挤滑块垫板、侧挤滑块、凸模压板、凸模、上模座、上凹模垫板、上凹模、下凹模、下凹模垫板、顶出杆、顶出器、侧挤滑块压板和加热管，上述各个模块之间采用六角头螺栓连接，其中，
[0007]所述下模座的一端的中央部位为凹形结构，所述下模座的另一端的中央区域设置所述下凹模垫板，在所述下凹模垫板的两侧设置有所述侧挤滑块底座，在所述下凹模垫板靠近所述下模座的中央区域设置有所述顶出器；
[0008]在所述侧挤滑块底座远离所述下模座的一侧设置有所述侧挤滑块，在所述侧挤滑块的外侧连接有所述侧挤滑块垫板，所述下凹模垫板远离所述下模座的一侧设置有所述下凹模，在所述下凹模垫板与所述下凹模之间设置有所述顶出杆；
[0009]在所述下凹模远离所述下凹模垫板的一侧设置有凸模，所述凸模的两端分别与两个所述侧挤滑块连接，在所述凸模的两端远离所述下凹模的一侧设置有所述凸模压板，所述凸模压板与所述侧挤滑块连接；
[0010]在所述凸模远离所述下凹模的一侧设置有所述上凹模，在所述上凹模的内侧设置
有所述加热管，所述上凹模远离所述凸模的一侧设置有所述上凹模垫板；
[0011]所述上凹模垫板远离所述上凹模的一侧设置有所述上模座。
[0012]可选地，所述模具的模架部分为通用模架，所述模架部分包括：下模座、侧挤滑块底座、侧挤滑块垫板、侧挤滑块、上模座、上凹模垫板、下凹模垫板、顶出杆、导柱、导套、侧挤滑块压板、定位销和螺栓。
[0013]可选地，在所述模具的上下方向上，采用“导柱+导套”和“定位键+角锁扣”两种方式进行定位，模具左右方向上，采用定位销和“滑块压板结构”进行定位；
[0014]分别在上模座和下模座对角线的四个角位置对应设置有导柱孔，在每个导柱孔内设置有导套，导套和导柱孔采用压配合紧固，通过分别将导柱插入在对应的导套内，对上、下模座进行定位,导柱与导套之间留有0.15mm～0.5mm的间隙；
[0015]分别在上凹模和下凹模之间设置定位键和角锁扣进行定位；侧挤滑块垫板和侧挤滑块之间采用定位销进行定位，在侧挤滑块底座和侧挤滑块之间采用滑块压板进行定位。
[0016]可选地，所述下模座的一端对称安装有两个下模座卡板，所述下模座卡板放置于设定平面上，所述下模座的另一端与所述侧挤滑块底座相连；
[0017]所述下模座靠近所述下模座卡板的一端中间位置为凹型槽，所述顶出器的一端穿出所述凹型槽，另一端与所述上凹模的一端相连，所述上凹模的另一端与导柱连接；
[0018]在所述下模座的两侧中间部位设置有起吊螺栓。
[0019]可选地，在所述侧挤滑块底座远离所述下模座的一端与所述侧挤滑块相连；
[0020]在所述侧挤滑块远离中间部位的一侧设置有侧挤滑块垫板；
[0021]所述侧挤滑块垫板与所述侧挤滑块通过侧挤滑块定位销连接。
[0022]可选地，在所述导柱远离所述下凹模的一端与所述上凹模相连，在所述上凹模的侧面设置有加热管；
[0023]在所述上凹模远离所述导柱的一端与所述上凹模垫板相连；
[0024]在所述上凹模垫板远离所述上凹模的一端与所述上模座相连。
[0025]可选地，所述上凹模、所述下凹模和左右两个凸模相互配合后，在所述上凹模、所述下凹模和左右两个凸模之间存在间隙，形成马鞍形端框挤压件的形状。
[0026]可选地，所述上凹模和所述下凹模上的加热管孔的数量为6个及以上，所述上凹模和所述下凹模上均设置有2个热电偶孔。
[0027]可选地，所述下模座、所述侧挤滑块底座、所述侧挤滑块垫板、所述侧挤滑块、所述上模座和所述侧挤滑块压板为采用铸钢材料制成的模块；
[0028]所述上凹模垫板和所述下凹模垫板为采用热作模具钢材料或耐热钢材料制成的模块；
[0029]所述上凹模、所述下凹模和左右两个凸模为采用耐热钢或硬质合金或钢结硬质合金材料制成的模块；
[0030]所述导柱和所述导套所是采用轴承钢火热作模具钢或者碳素工具钢材料制成的。
[0031]可选地，所述上凹模、所述下凹模、左右两个凸模、所述导柱和所述导套的表面是通过打磨、抛光处理成型的。
[0032]第二方面，本专利技术实施例提供了成形方法，应用于上述任一项所述的轻质马鞍形端框结构的多向热挤压成形模具，所述方法包括以下步骤：
[0033]自下而上将模具安装在压力机平台上；
[0034]利用加热棒对上凹模、下凹模进行加热至指定温度；
[0035]将压力机上、下平台分开，并将热态的左、右凸模安装至指定位置；
[0036]将加热状态的轻质合金坯料放入下凹模内；
[0037]控制压力机上滑块向下运动，使得上、下凹模合模，对坯料进行热挤压，并保压；
[0038]控制压力机左、右滑块运动，使得左、右两个凸模对坯料进行热挤压，并保压，以使合金坯料将上凹模、下凹模、左右两个凸模配合后四者之间形成的型腔填充满；
[0039]在多向热挤压完成之后，控制压力机左、右滑块回程，进而控制上滑块回程，顶出机构对挤压件进行顶出，取出马鞍形端框挤压件，放在指定位置，以完成热挤压工序。
[0040]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0041]本专利技术实施例通过模座、凸模、凹模、定位、顶出等结构的设计，对坯料的多向流动进行控制，在毛坯经一次加热和压力机一次行程中获得内部晶粒细小、组织致密、金属流线合理、表面质量良好的马鞍形端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质马鞍形端框结构的多向热挤压成形模具，其特征在于，所述模具包括：下模座、侧挤滑块底座、侧挤滑块垫板、侧挤滑块、凸模压板、凸模、上模座、上凹模垫板、上凹模、下凹模、下凹模垫板、顶出杆、顶出器、侧挤滑块压板和加热管，上述各个模块之间采用六角头螺栓连接，其中，所述下模座的一端的中央部位为凹形结构，所述下模座的另一端的中央区域设置所述下凹模垫板，在所述下凹模垫板的两侧设置有所述侧挤滑块底座，在所述下凹模垫板靠近所述下模座的中央区域设置有所述顶出器；在所述侧挤滑块底座远离所述下模座的一侧设置有所述侧挤滑块，在所述侧挤滑块的外侧连接有所述侧挤滑块垫板，所述下凹模垫板远离所述下模座的一侧设置有所述下凹模，在所述下凹模垫板与所述下凹模之间设置有所述顶出杆；在所述下凹模远离所述下凹模垫板的一侧设置有凸模，所述凸模的两端分别与两个所述侧挤滑块连接，在所述凸模的两端远离所述下凹模的一侧设置有所述凸模压板，所述凸模压板与所述侧挤滑块连接；在所述凸模远离所述下凹模的一侧设置有所述上凹模，在所述上凹模和所述下凹模的内侧设置有所述加热管，所述上凹模远离所述凸模的一侧设置有所述上凹模垫板；所述上凹模垫板远离所述上凹模的一侧设置有所述上模座。2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述模具的模架部分为通用模架，所述模架部分包括：下模座、侧挤滑块底座、侧挤滑块垫板、侧挤滑块、上模座、上凹模垫板、下凹模垫板、顶出杆、导柱、导套、侧挤滑块压板、定位销和螺栓。3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，在所述模具的上下方向上，采用“导柱+导套”和“定位键+角锁扣”两种方式进行定位，模具左右方向上，采用定位销和“滑块压板结构”进行定位；分别在上模座和下模座对角线的四个角位置对应设置有导柱孔，在每个导柱孔内设置有导套，导套和导柱孔采用压配合紧固，通过分别将导柱插入在对应的导套内，对上、下模座进行定位,导柱与导套之间留有0.15mm～0.5mm的间隙；分别在上凹模和下凹模之间设置定位键和角锁扣进行定位；侧挤滑块垫板和侧挤滑块之间采用定位销进行定位，在侧挤滑块底座和侧挤滑块之间采用滑块压板进行定位。4.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述下模座的一端对称安装有两个下模座卡板，所述下模座卡板放置于设定平面上，所述下模座的另一端与所述侧挤滑块底座相连；所述下模座靠近所述下模座卡板的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜龙，周小京，李建伟，郭晓琳，王猛团，李保永，王志敏，
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：