[发明专利]一种基于压缩变形的薄壁多腔构件校形的模具及其方法

说明书

一种基于压缩变形的薄壁多腔构件校形的模具及其方法，本发明涉及金属空心构件校形技术领域，两个相对设置的下模具扣合设置，上模具活动扣合在由两个下模具扣合而成的整体的上部，三者之间构成预期型腔，所述的密封冲头固定在密封冲头压板上，所述的密封冲头由密封冲头前端导向段、密封冲头后端导向段和密封台阶构成；所述的密封冲头前端导向段的长度以及密封台阶的高度、宽度根据所需校正的薄壁多腔构件的壁厚和端部壁厚分布要求而定，密封冲头前端导向段呈轴承活动设置于薄壁多腔构件的型腔中。其能够在不会引起成形缺陷的情况下，通过压缩变形校正薄壁多腔构件的加工变形，且能够确保构件端部处一定深度内的壁厚精度和分布。

技术领域

本发明涉及金属空心构件校形技术领域，具体涉及一种基于压缩变形的薄壁多腔构件校形的模具及其方法。

背景技术

随着航空航天的快速发展，对高性能轻量化整体空心构件的需求日益增多。然而，整体空心构件因薄壁异形几何特征复杂的特点，导致其制造难度大，工艺复杂，常常产生严重的加工变形，制造精度难以保证。因此，通常需要安排专门的校形工序。

工程上一般通过工艺补偿和变形校正两种方法来提高构件的成形精度。工艺补偿是事先在回弹变形的反方向给模具施加补偿量，使得回弹后的工件形状刚好与设计形状吻合。但是，补偿控制法主要用在充分了解材料性能和简单工件的情况，对于新材料如高强度板和铝合金板等或者工件形状改变的时候，补偿的数据需要重新积累，且对于复杂结构件，成形过程中的变形是没有规律的，因此无法通过补偿来对成形形状进行修正，达到提高形状精度的要求。变形校正是指在不去除或添加材料的前提下，通过外部载荷的作用或能量输入，使变形零件或坯料的尺寸形状恢复到设计精度要求的工艺方法。在实际工业生产中，校形是提高构件成形精度的有效方法。

按照工作原理及施加载荷的形式不同，传统校正方法主要分为机械校正、加热校正和冷作校正，这些校正方法在对工件校正的同时不可避免的引入表面拉应力，严重影响工件服役性能。因此，如何控制/降低内部应力或者引入表层压应力促使工件内应力重分布，是本领域技术人员一直困扰的问题。此外，还存在构件端部处材料变形不均匀导致的壁厚超差的另一个问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种基于压缩变形的薄壁多腔构件校形的模具及其方法，其能够在不会引起成形缺陷的情况下，通过压缩变形校正薄壁多腔构件的加工变形，且能够确保构件端部处一定深度内的壁厚精度和分布。

为达到上述目的，本发明所述的基于压缩变形的薄壁多腔构件的校形模具，它包含上模具、下模具、密封冲头和密封冲头压板；两个相对设置的下模具扣合设置，上模具活动扣合在由两个下模具扣合而成的整体的上部，三者之间构成预期型腔，所述的密封冲头固定在密封冲头压板上，所述的密封冲头由密封冲头前端导向段、密封冲头后端导向段和密封台阶构成；所述的密封冲头前端导向段的长度以及密封台阶的高度、宽度根据所需校正的薄壁多腔构件的壁厚和端部壁厚分布要求而定，密封冲头前端导向段呈轴承活动设置于薄壁多腔构件的型腔中；密封冲头前端导向段的后侧一体成有密封冲头后端导向段，且两者连接处一体成型有密封台阶，密封台阶的外壁抵设在薄壁多腔构件的型腔内壁上；所述的密封冲头后端导向段呈轴向活动设置于上述预期型腔中；所述的密封冲头前端导向段、密封冲头后端导向段中呈轴向贯通开设有充液孔和排气孔。

优选地，所述的密封冲头后端导向段与预期型腔呈间隙配合设置，且间隙宽度为0.1-0.3mm。

优选地，所述的密封冲头前端导向段与薄壁多腔构件的型腔呈间隙配合设置。

优选地，所述的密封冲头前端导向段的长度为5-50mm。

优选地，所述的密封台阶的高度为0.2-10mm，宽度为0.1-1.5mm。

本发明所述的基于压缩变形的薄壁多腔构件的校形方法，其步骤如下：