[发明专利]两端带头的大型钛合金叶片顶锻制坯模具及其制坯方法

说明书

本发明公开了一种两端带头的大型钛合金叶片顶锻制坯模具，包括大头聚集成型机构和小头聚集成型机构；大头聚集成型机构包括大头后挡料座以及由上至下依次设置在所述大头后挡料座上的大头一次聚集模组、大头二次聚集模组、大头三次聚集模组以及大头成型模组；小头聚集成型机构包括小头后挡料座以及由上至下依次设置在小头后挡料座上的小头一次聚集模组、小头二次聚集模组以及小头成型模组；通过对坯料大头端设计特定的三聚集+一成型的加工结构、对小头端设计特定的两聚集+一成型的加工结构进行叶片端头成型制坯，更细致的聚集加工结构有效的避免了因变形过大而造成聚集失稳及折叠毛刺等缺陷产生，可靠的满足批产需求。

技术领域

本发明涉及钛合金叶片顶锻制坯技术领域，具体涉及一种两端带头的大型钛合金叶片顶锻制坯模具及其制坯方法。

背景技术

钛合金是第二次世界大战以后发展起来的新型金属结构材料，其主要特点是比重小，强度高，因而比强度高，具有良好的耐热和耐蚀性能，在航空工业中得到广泛应用。但钛合金变形抗力大，锻造区间窄，对锻造速度、变形量等工艺参数的变化敏感。某型发动机两端带头的大型钛合金叶片两端头体积大、叶身宽、长且薄，轴线截面面积变化较大，叶片制坯较难实现。

传统制坯方式采用顶锻完成，依据锻造工艺学及锻压手册设计顶锻模具，没有完全考虑钛合金特性及后期顶锻坯料与模具匹配度等因素，叶片两端头转接圆角处出现大量折叠及裂纹，成批叶片锻件报废。经工艺改进，将传统顶锻制坯改为自由锻方式制坯。由于自由锻操作工技能水平存在差异，制坯一致性较差，且制坯效率低，不能满足批产需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两端带头的大型钛合金叶片顶锻制坯模具及其制坯方法，以解决现有制坯模具不能满足批产需求且制坯成品质量差的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种两端带头的大型钛合金叶片顶锻制坯模具，包括大头聚集成型机构和小头聚集成型机构；

大头聚集成型机构包括大头后挡料座以及由上至下依次设置在所述大头后挡料座上的大头一次聚集模组、大头二次聚集模组、大头三次聚集模组以及大头成型模组；

小头聚集成型机构包括小头后挡料座以及由上至下依次设置在小头后挡料座上的小头一次聚集模组、小头二次聚集模组以及小头成型模组，且小头成型模组的成型冲头内的小头端成型型腔倾斜设置。

采用上述技术方案的有益效果为：通过对坯料大头端设计特定的三聚集+一成型的加工结构、对小头端设计特定的两聚集+一成型的加工结构进行叶片端头成型制坯，更细致的聚集加工结构使得聚集锥体的大小放大系数较锻压设计手册减小22.4％-33.1％，有效的避免了因变形过大而造成聚集失稳及折叠毛刺等缺陷产生，且通过后档料座有效的解决了因下料过长而无法夹持的问题，同时避免了顶锻过程中因为设备顶锻力大而将坯料顶出模具击伤操作工的风险，提高加工成产的安全性能；通过小头端成型型腔的倾斜设置，使得坯料的小头端与杆部之间弯曲，进而能与终锻模具完美匹配且能实现坯料在模具上的精确定位，实现坯料的充型完整，有效的满足批量生产需求，制坯质量高。

进一步，大头一次聚集模组、大头二次聚集模组、大头三次聚集模组以及大头成型模组均包括设置在大头后挡料座上的大头端聚集阴模座、与大头端聚集阴模座相对应的大头端聚集阳模座以及设置在大头端聚集阳模座上的大头端冲头；

大头端聚集阴模座内设置有用于夹持坯料的定位型腔，大头一次聚集模组的大头端冲头、大头二次聚集模组的大头端冲头以及大头三次聚集模组的大头端冲头内均设置有用于对坯料大端头进行充型的大头端锥体充型型腔，大头成型模组的大头端冲头内设置有用于对坯料大端头进行成型的大头端成型型腔；且定位型腔分别与大头端锥体充型型腔和大头端成型型腔相对应；

大头一次聚集模组的大头端锥体充型型腔的轴向尺寸、大头二次聚集模组的大头端锥体充型型腔的轴向尺寸以及大头三次聚集模组的大头端锥体充型型腔的轴向尺寸依次减小。