[发明专利]分瓣胀型模具及制造内部带筋的环形件的方法

说明书

本发明提供了一种分瓣胀型模具及制造内部带筋的环形件的方法，其中，分瓣胀型模具包括：本体和两胀芯；本体为由多个胀瓣围成的轴向具有贯通腔的柱体，每个胀瓣的外表面沿轴向相间隔的布设有多个凸起，且相邻两凸起之间的凹部形成用于容置环形件的筋的容置槽，两胀芯均呈截锥状，每个胀芯具有第一端面和第二端面，两胀芯自本体的两侧分别插入贯通腔内，且两胀芯的第一端面相对设置。本发明提供的分瓣胀型模具，环形件的薄壁区能够与凸起相贴合，使得环形件的薄壁区在热耦合成形时能够保持厚度均匀；本发明提供的制造内部带筋的环形件的方法，采用上述分瓣胀型模具，因此，采用该方法制成的环形件具有薄壁区稳定性好的优点。

技术领域

本发明涉及热校形技术领域，特别涉及一种分瓣胀型模具。

背景技术

随着航空航天技术的不断发展，具有高比强、重量轻、耐高温性能的变壁厚钛合金整体构件被逐渐采用。目前，带筋的变壁厚整体结构的筒体主要采用成形+化铣工艺及粉末成形工艺，而筒体主要以外部加强筋的结构较多，但对于某些对外形有气动要求的产品，则采用内部加强筋结构。

现有技术通常采用分瓣胀型模具作为筒体的热耦合成形模具，但目前的分瓣胀形主要针对于等壁厚的钣金零件，内部带筋结构的筒形零件由于带有多处台阶，因此，现有技术的分瓣胀型模具在热成形过程中易造成筒体的薄壁区失稳；而热成形+化铣工艺通常用于制造直径大、长径比小的钛合金筒体零件，对于直径在300mm以下，长径比大于2的内部变壁厚整体结构筒体，由于现有加工工艺无法进行刻线、除胶等操作，因此对于此类零件无法采用化铣工艺实现；粉末成形的筒体的薄壁区有最小厚度要求，一般在1.5mm以上，而且成形后的的尺寸精度不高，内部狭小的空间内又不易通过机械加工的方式提高精度，从而导致小直径、大长径比的内部带筋结构的筒形件无法满足预设的精度要求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够解决在热成形过程中易造成筒体的薄壁区失稳问题的分瓣胀型模具。

本发明的另一个目的是提供一种采用上述分瓣胀型模具制造内部带筋的环形件的方法，以解决小直径、大长径比的内部带筋结构的环形件无法满足预设精度要求的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种分瓣胀型模具，用于内部带筋的环形件的热耦合成形，所述分瓣胀型模具包括，本体，所述本体为由多个胀瓣围成的轴向具有贯通腔的柱体，相邻两所述胀瓣间设有膨胀间隙，每个所述胀瓣的外表面沿轴向相间隔的布设有多个凸起，且相邻两所述凸起之间的凹部形成用于容置所述环形件的筋的容置槽；两胀芯，两所述胀芯均呈截锥状，每个所述胀芯具有第一端面和第二端面，两所述胀芯自所述本体的两侧分别插入所述贯通腔内，且两所述胀芯的第一端面相对设置，所述第一端面的直径小于所述贯通腔的直径，所述第二端面的直径大于所述贯通腔的直径。

如上所述的分瓣胀型模具，其中，每个所述胀瓣的内表面沿轴向设有限位槽，所述胀芯沿周向设有与各所述限位槽对位配合的多个导向条，各所述导向条均沿所述胀芯的轴向设置，所述胀芯与各所述胀瓣通过所述限位槽与所述导向条的配合相连接。

如上所述的分瓣胀型模具，其中，所述本体的至少一侧沿周向设有由相间隔设置的多个限位孔围成的至少一圈限位孔组，每个所述限位孔内设置有限位销，各所述限位销均延伸出所述限位孔，且各所述限位销的延伸端能与所述环形件相连接。

如上所述的分瓣胀型模具，其中，所述容置槽与所述环形件的筋之间为间隙配合。

如上所述的分瓣胀型模具，其中，所述容置槽与所述环形件的筋之间的间隙为1mm-1.5mm。

如上所述的分瓣胀型模具，其中，所述本体的外表面呈圆柱状，或者所述本体的外表面呈径向渐扩的锥状，或者，所述本体的外表面的径向截面呈多边形。

本发明还提供了一种制造内部带筋的环形件的方法，采用上述的分瓣胀型模具，该方法包括以下步骤：