一種用于鈦合金波紋加強筒形零件成形的模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于鈦合金波紋加強筒形零件成形的模具，屬于金屬加工成形技術領域。
【背景技術】
[0002]在航空航天產品制造領域，考慮到裝載、運輸、飛行速率等因素，對結構件重量提出了極高的要求。鈦合金波紋加強筒形件產品具有耐熱、輕質、高強等優異的性能，在航空航天領域應用十分廣泛，如飛機起落架、導彈筒體、飛行器進氣道等。然而，目前鈦合金波紋板產品較多，而筒形件相對較少。通常采用波紋板卷焊或超塑成形(SPF)工藝制造:波紋板卷焊工藝在波紋直板成形時，易產生較大回彈，在卷焊后形成筒徑將小于設計尺寸，且波紋圓角處減薄嚴重常出現斷裂缺陷，此外，受到焊接變形影響，零件圓整度難以保證，焊縫附近將產生一定翹曲變形;SPF工藝在成形精度上有所保證，但長時加熱容易引起晶粒的快速長大，產生材料熱損失，而嚴格的氣密性要求，使零件成形時必須有工藝端保障，降低了材料利用率。目前，缺乏一種既能兼顧成形精度，又能有效提高成形效率、改善熱損失的成形方法以及專用的成形模具。
【實用新型內容】
[0003]為解決上述問題，本實用新型提供了一種用于鈦合金波紋加強筒形零件成形的模具，所采取的技術方案如下:
[0004]本實用新型的目的在于提供一種用于鈦合金波紋加強筒形零件成形的模具。該模具包括內模具1、外模具2、沖頭3和加載模具4。其中，內模具1設有導向筒11和底座12，導向筒11垂直固定在底座12上，在導向筒11上沿軸向設有加載通道13，加載通道13沿導向筒11的徑向均勻分布且沿徑向貫通導向筒11。外模具2內壁設有沿平行于軸向的凹槽，使外模具2的橫截面呈波紋狀，外模具2的內壁直徑大于內模具1的外壁直徑，當外模具2套在內模具1后，內模具1和外模具2之間形成波紋型腔21。沖頭3為薄板型，厚度不大于加載通道13的厚度，以便于在使用時將沖頭3置于加載通道13內，沖頭3的一面為斜面，所有沖頭3放入加載通道13后在導向筒11內壁內圍成一個錐面;加載模具4設有加載柱41，加載柱41的加載端設有錐面，加載時可通過與與沖頭3圍成的錐面作用將沖頭3擠入到波紋型腔21中。
[0005]所述底座12在固定有導向筒11的一側設有底部導向機構14;所述外模具2的一個端面上設有圓孔22，底部導向機構14通過與圓孔22配合固定并定位外模具2。
[0006]優選地，所述加載通道13的數目與外模具2內壁上凹槽的數目相同。
[0007]優選地，所述加載柱41的錐面的錐度與沖頭3所圍成的錐面的錐度相同。
[0008]優選地，所述沖頭3為直角梯形薄板，直角腰長度與導向筒11的長度相同，與模具裝配時，平行長邊一側與內模具1的底座12接觸，平行短邊一側與導向筒11的端面對齊，斜腰所在的斜面朝向導向筒11的內部。
[0009]優選地，所述導向筒11的長度與加載柱41的長度相同。
[0010]優選地，所述加載柱41，是一個圓柱和一個圓臺形成的組合體，圓柱的一端垂直固定在加載模具4的頂蓋42上，另一端與圓臺的上底面連為一體，圓臺的上底面直徑大于下底面直徑，圓臺的側面是加載柱41的錐面。
[0011]更優選地，所述加載模具4圓臺的錐度為15°-20°。
[0012]優選地，所述底部導向機構14為垂直于底座12的錐形凸起，數量為3個，呈90°排列，在連接時便于對準控制方向。
[0013]本實用新型獲得有益效果如下:
[0014]本實用新型的模具將外模具與內模具底端導向機構配合，使外模具型腔與導向筒預留加載通道對齊，將沖頭放置在導向筒內側，并置入預留加載通道，通過專用校準模具為沖頭定位。將模具整體放置在熱成形設備中，并將加載模具與壓機上臺面連接。將其加熱至工藝溫度，下壓加載模具，通過加載模具前端錐面與沖頭錐面配合，將下壓運動轉換為水平運動，實現沖頭對板材的加載。可通過控制降溫速率，使材料一次熱循環完成成形與退火兩個工藝步驟，消除零件殘余應力，最終獲得高尺寸精度、高成形效率的波紋加強筒形零件。有助于實現兼顧成形精度，又能有效提高成形效率、改善熱損失的成形方法。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的內模具的立體結構示意圖。
[0016]圖2為本實用新型的外模具的立體結構示意圖。
[0017]圖3為本實用新型的沖頭的立體結構示意圖。
[0018]圖4為本實用新型的加載模具的立體結構示意圖。
[0019]圖5為本實用新型裝配好并加載成型結束后拔出加載模具的俯視圖。
[0020]圖6為本實用新型加載時沿模具軸向中心的剖視結構示意圖。
[0021]圖中，1，內模具;2，外模具;3，沖頭;4，加載模具；11，導向筒；12，底座；13，加載通道;14，底部導向機構;21，波紋型腔;22，圓孔;41，加載柱;42，頂蓋。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施例對本實用新型做進一步說明，但本實用新型不受實施例的限制。
[0023]以下實施方式中所用材料、儀器和方法，未經特殊說明，均為本領域常規材料、儀器和方法，均可通過商業渠道獲得。
[0024]下面結合附圖對本實用新型做詳細說明。圖1-4分別為本實用新型一種優選方案中內模具、外模具、沖頭和加載模具的立體結構示意圖。從圖1中可知，本實用新型的成形模具的內模具1，底部為一個圓盤形的底座12，在底座12—個底面上垂直固定有一個導向筒
11。導向筒11沿軸向設有加載通道13，加載通道13在導向筒11的徑向方向分布均勻，并且各個加載通道13連通導向筒11的內壁和外壁。在底座12上，導向筒11的外側還設有三個與底座12垂直的底部導向機構14。