一种钛合金薄壁复杂异形环形工件胀形模具，包括芯轴、n个支架、n个凸模、凹模和底座。在底座的上表面均布有n个滑轨，各支架分别嵌装在各滑轨上，组合成为圆形的组合体。芯轴的小直径端位于所述的组合体内，并与各支架的内表面贴合。n个凸模分别固定在各支架上。两个半圆形的凹模瓣对合成为圆形的凹模并套装在各凸模的外表面；所述凹模的内表面和所述凸模的外表面均为工件的成形面。本发明专利技术在成形异形环形工件时要靠材料塑性成形，从而增加零件的表面耐磨性、提高零件的使用寿命，并且节约了材料，并能够补正环形工件的精度。在续进行多次加工时能够保证零件尺寸、精度的一致性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑性加工领域，是一种钛合金薄壁复杂异形环形工件胀形模具。
技术介绍
异形环形工件的常用制造方法有辗轧、胀形和切削，本专利技术所成形钛合金异形环 为薄壁复杂异形环形工件，环形工件内外均为异形且壁厚较均匀，环形工件辗轧由于工艺 和设备限制很难成形该类型环形工件，并且对于壁厚很薄的异形环形工件，刚度较差，在辗 轧过程中容易出现失稳现象，导致无法成形或者最终圆度得不到保证，并且由于受轧制工 艺及设备局限性的影响，其尺寸精度一般不高，只有在环轧件形状较理想和设备性能较优 异的情况下，其尺寸精度才能达到相应尺寸的3%。~5%。；采用切削方法加工该类型环形工 件，浪费材料，且会破坏金属流线，性能难保证；采用胀形法成形该类型环形工件，不会产生 材料浪费，环形工件质量好、精度高。 2009年2月18日公开的中国专利技术专利说明书CN101367104A公开了一种汽轮发 电机护环外补液液压胀形强化工艺，使护环在液体压力作用下产生塑性变形进行胀形，从 而强化护环，提高精度，但该方法是靠液体与环形工件内表面的柔性接触来冷胀形矩形环 形工件，只适用于胀形变形抗力小的材料，不适用于钛合金环形工件等难变形材料的热胀 形。韩秀全等对TC4钛合金筒形件分瓣模热胀形工艺进行了研宄（韩秀全，张涛，付明杰， 马岩，黄春.TC4钛合金筒形件分瓣热胀形工艺研宄.航空制造技术.2014. 4)，通过分瓣模 热胀形的提高矩形环形工件的精度，但其不能成形异形环形工件。2011年11月24日公开 的中国专利技术专利说明书CN102489596A公开了一种钛合金矩形环形工件热胀形成异形环形 工件的方法，矩形环形工件在凸模的作用下，胀形成为锥形环形工件，并通过环形工件的旋 转，多次胀形，提高环形工件的精度，但该方法只有凸模，只能成形锥形、矩形等结构简单的 环形工件，不能成形结构较复杂的异形环形工件，并且环形工件外表面精度较低。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的不能成形结构较复杂的异形环形工件，并且环形工件外 表面精度较低的不足，本专利技术提出了一种环形工件的胀形模具。 本专利技术包括芯轴、η个支架、η个凸模、凹模和底座；在所述底座的上表面均布有η 个滑轨，各滑轨的走向为该底座的径向；所述各支架下表面的滑槽分别与位于底座上表面 的各滑轨嵌合，组合成为圆形的组合体；圆锥形芯轴的小直径端位于所述的组合体内，并与 各支架的内表面贴合；所述芯轴的下端面与底座的上表面之间的间距为所述支架垂直高度 的1/3 ;η个凸模分别固定在各支架上；两个半圆形的凹模瓣对合成为圆形的凹模并套装在 各凸模的外表面；所述凹模的内表面和所述凸模的外表面均为工件的成形面；所述凸模的 厚度+所处位置的支架的厚度+芯轴的直径=毛坯的内径。 所述芯轴表面与该芯轴中心线之间的夹角为5~10°。 所述由η个支架组合而成的组合体的内表面为与芯轴外表面配合的斜面；所述支 架由一块弧形的竖直板和一块水平板组成，并且该竖直板位于水平板上表面的一端，在所 述水平板下表面长度方向的中心有贯通该水平板长度方向的滑槽，该滑槽与底座上表面的 滑轨配合；所述竖直板的两个表面均为曲面，该曲面的曲率与芯轴的曲率相同，当η个支架 组合成为圆形的组合体后，由各竖直板的一个表面组成了与所述芯轴的外表面配合的组合 体内表面；所述组合体的内表面为与芯轴外表面配合的斜面；在所述竖直板上有连接孔； 所述竖直板两侧边和水平板的两侧边为角度相同的斜边，使所述支架呈扇形；该 扇形角β通过公式（2)确定【主权项】1. 一种钛合金薄壁复杂异形环形工件胀形模具，其特征在于，包括芯轴、n个支架、n个 凸模、凹模和底座；在所述底座的上表面均布有n个滑轨，各滑轨的走向为该底座的径向； 所述各支架下表面的滑槽分别与位于底座上表面的各滑轨嵌合，组合成为圆形的组合体； 圆锥形芯轴的小直径端位于所述的组合体内，并与各支架的内表面贴合；所述芯轴的下端 面与底座的上表面之间的间距为所述支架垂直高度的1/3 ;n个凸模分别固定在各支架上； 两个半圆形的凹模瓣对合成为圆形的凹模并套装在各凸模的外表面；所述凹模的内表面和 所述凸模的外表面均为工件的成形面；所述凸模的厚度+所处位置的支架的厚度+芯轴的 直径=毛坯的内径。2. 如权利要求1所述钛合金薄壁复杂异形环形工件胀形模具，其特征在于，所述芯轴 表面与该芯轴中心线之间的夹角为5~10°。3. 如权利要求1所述钛合金薄壁复杂异形环形工件胀形模具，其特征在于，所述由n个 支架组合而成的组合体的内表面为与芯轴外表面配合的斜面；所述支架由一块弧形的竖直 板和一块水平板组成，并且该竖直板位于水平板上表面的一端，在所述水平板下表面长度 方向的中心有贯通该水平板长度方向的滑槽，该滑槽与底座上表面的滑轨配合；所述竖直 板的两个表面均为曲面，该曲面的曲率与芯轴的曲率相同，当n个支架组合成为圆形的组 合体后，由各竖直板的一个表面组成了与所述芯轴的外表面配合的组合体内表面；所述组 合体的内表面为与芯轴外表面配合的斜面；在所述竖直板上有连接孔； 所述竖直板两侧边和水平板的两侧边为角度相同的斜边，使所述支架呈扇形；该扇形 角0通过公式⑵确定(2) 公式（2)中，R为凸模外表面最小曲率半径，S为凸模径向总移动距离，n为分瓣数，0 为凸模外表面弧线角度。4. 如权利要求1所述钛合金薄壁复杂异形环形工件胀形模具，其特征在于，所述底座 的中心有贯通的芯轴孔，该芯轴孔的直径与芯轴大直径端的直径相同。5. 如权利要求1所述钛合金薄壁复杂异形环形工件胀形模具，其特征在于，组成所述 凹模的两个凹面瓣相结合的表面为台阶状，形成了用于两个半圆环相互嵌合的止口。6. 如权利要求1所述钛合金薄壁复杂异形环形工件胀形模具，其特征在于，所述凸模 为弧形的块状，该凸模的内表面的曲率与支架外表面的曲率相同，该凸模外表面的形状需 与环形工件成形要求一致。【专利摘要】一种钛合金薄壁复杂异形环形工件胀形模具，包括芯轴、n个支架、n个凸模、凹模和底座。在底座的上表面均布有n个滑轨，各支架分别嵌装在各滑轨上，组合成为圆形的组合体。芯轴的小直径端位于所述的组合体内，并与各支架的内表面贴合。n个凸模分别固定在各支架上。两个半圆形的凹模瓣对合成为圆形的凹模并套装在各凸模的外表面；所述凹模的内表面和所述凸模的外表面均为工件的成形面。本专利技术在成形异形环形工件时要靠材料塑性成形，从而增加零件的表面耐磨性、提高零件的使用寿命，并且节约了材料，并能够补正环形工件的精度。在续进行多次加工时能够保证零件尺寸、精度的一致性。【IPC分类】B21D53-16, B21D31-04, B21D37-10【公开号】CN104801598【申请号】CN201510197511【专利技术人】郭良刚, 高冰, 杨合 【申请人】西北工业大学【公开日】2015年7月29日【申请日】2015年4月23日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钛合金薄壁复杂异形环形工件胀形模具，其特征在于，包括芯轴、n个支架、n个凸模、凹模和底座；在所述底座的上表面均布有n个滑轨，各滑轨的走向为该底座的径向；所述各支架下表面的滑槽分别与位于底座上表面的各滑轨嵌合，组合成为圆形的组合体；圆锥形芯轴的小直径端位于所述的组合体内，并与各支架的内表面贴合；所述芯轴的下端面与底座的上表面之间的间距为所述支架垂直高度的1/3；n个凸模分别固定在各支架上；两个半圆形的凹模瓣对合成为圆形的凹模并套装在各凸模的外表面；所述凹模的内表面和所述凸模的外表面均为工件的成形面；所述凸模的厚度+所处位置的支架的厚度+芯轴的直径＝毛坯的内径。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭良刚，高冰，杨合，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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