專利名稱：一種合金葉片精鍛過(guò)程中的模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高溫合金葉片精鍛領(lǐng)域，特別涉及了無(wú)余量葉片用制坯模具擠桿模、 墩頭模。
背景技術(shù)：
先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片制造過(guò)程中，由于壓氣機(jī)葉片的特點(diǎn)是大緣板、葉身型面薄、前后緣厚度小，葉片材料的合金化程度高，加之葉片配套加工的后續(xù)工序是冷輥軋工藝，對(duì)鍛件的加工余量、尺寸精度和表面質(zhì)量要求均很高，這些因素都增大了葉片鍛造成型的難度，所以葉片鍛造成型需采用新的工藝。由于帶榫頭葉片的結(jié)構(gòu)、輥軋工藝和高溫合金的特點(diǎn)，致使葉片榫頭、過(guò)渡區(qū)和葉身型面三部分組織均勻性和晶粒粗大難于控制，現(xiàn)有技術(shù)中已有精密冷輥軋的高壓壓氣機(jī)葉片制造方法，但其毛料成形方式、整個(gè)工藝路線還有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的通過(guò)采用擠桿、墩頭、預(yù)鍛、終鍛工藝，特別通過(guò)制坯模具擠桿模、 墩頭模的精密設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)葉片單面余量0. 3mnT0. 7mm的精鍛，以滿足冷輥軋工序?qū)﹀懠庸び嗔俊⒊叽缇群捅砻尜|(zhì)量的要求。本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種合金葉片精鍛過(guò)程中的模具，特別提供了一種擠桿模、墩頭模；所述擠桿模包括頂桿1、頂桿導(dǎo)套2、墊塊3、鑲塊4、擠壓筒5、沖頭6 ； 所述頂桿1與頂桿導(dǎo)套2配合；所述鑲塊4擠壓端為喇叭形，角度α為60° 90° ；所述擠壓筒5與鑲塊4輕壓配合；所述沖頭6與沖頭夾持器配合；所述墩頭模包括陽(yáng)模10、陰模 20，所述陽(yáng)模一端設(shè)有凹部11、另一端設(shè)有固定部12。本發(fā)明的有益效果通過(guò)采用制坯模具擠桿模、墩頭模制坯，實(shí)現(xiàn)了葉片單面余量 0. 3mnT0. 7mm的精鍛，滿足了冷輥軋工序?qū)﹀懠庸び嗔?、尺寸精度和表面質(zhì)量的要求，葉片葉身金屬流線方向合理，提高了葉片的力學(xué)性能和使用性能。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中擠桿模示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例中擠桿件示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例中墩頭模的示意圖，包括陽(yáng)模仰視圖、局部剖視圖，陰模俯視圖、A-A截面剖視圖4是本發(fā)明實(shí)施例中墩頭件示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1 4和實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。如圖1所示，擠桿模由頂桿1、頂桿導(dǎo)套2、墊塊3、鑲塊4、擠壓筒5、沖頭6等組成。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，頂桿1包括粗桿部分，其長(zhǎng)度定義為L(zhǎng)w，所述粗桿部分與頂桿固定座7配合，頂桿1還包括細(xì)桿部分，與頂桿套筒2相配合；所述頂桿導(dǎo)套2設(shè)有小端， 其長(zhǎng)度定義為L(zhǎng)x，所述頂桿導(dǎo)套2還設(shè)有大端，大端與墊塊3相配合，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中， 頂桿導(dǎo)套2的截面為T(mén)型。頂桿1頂出前在最低位置中，此時(shí)應(yīng)使頂桿1頭部進(jìn)入頂桿導(dǎo)套內(nèi)IOmm左右，確保頂桿1始終處在頂桿導(dǎo)套2內(nèi)，頂桿1頂出時(shí)上升一個(gè)頂出行程&，到達(dá)最高位置，把毛坯桿部下端頂?shù)綌D壓口(擠壓筒5與鑲塊6配合形成)以上，確保擠桿毛坯順利取出，此時(shí)還要保證模座的頂桿固定座7及頂桿1的粗桿部分不會(huì)碰到頂桿導(dǎo)套2，否則會(huì)導(dǎo)致頂桿1 折斷或?qū)D壓筒5連墊塊3、頂桿導(dǎo)套2 —并頂出，因此頂桿1設(shè)計(jì)過(guò)程中需滿足如下條件 Ld=Lg+30+10+Lw
Lu-S0-Lx-L0 > 10 其中，Ld—頂桿長(zhǎng)度，mm ； Lg—擠桿毛坯桿部長(zhǎng)度，mm; Lx —頂桿導(dǎo)套小端長(zhǎng)度，mm; Lw—頂桿粗桿部分長(zhǎng)度，mm;
Lu—模座長(zhǎng)度(頂桿固定座7上表面到頂桿導(dǎo)套2粗端下表面)，mm ； Ltl一頂桿的粗桿部分在頂桿固定座以外的長(zhǎng)度，mm ； & 一設(shè)備頂出行程。墊塊3設(shè)于頂桿套筒2和擠壓筒5之間，用于調(diào)整沖頭6進(jìn)入擠壓筒5的深度， 從而控制擠桿后頭部的長(zhǎng)度；頂桿1、頂桿導(dǎo)套2和墊塊3可選用40Cr5CrNiMO等抗沖擊的材料，頂桿1硬度為HRC25-31，頂桿導(dǎo)套2和墊塊3硬度為HRC33-38，墊塊3內(nèi)孔直徑比熱態(tài)毛坯桿部直徑大0. 2mm 0. 4mm,頂桿導(dǎo)套2的內(nèi)孔直徑比熱態(tài)毛坯直徑大0. 3mm 0. 6mm,以防碰傷毛坯桿部，并保證頂桿1順利通過(guò)，但間隙過(guò)大，頂料時(shí)毛坯桿部容易發(fā)生彎曲而卡在模具內(nèi)，導(dǎo)致頂桿1折斷，頂桿導(dǎo)套2長(zhǎng)度比毛坯桿部最下端長(zhǎng)40mm，其中 30mm是為毛坯桿部長(zhǎng)度留出的調(diào)整量，IOmm是為保證頂桿1始終停留在頂桿導(dǎo)套2內(nèi)預(yù)留的，墊塊3、頂桿導(dǎo)套2大端與模座的裝配間隙為單邊0. 08mm-0. 12mm，頂桿直徑比熱態(tài)毛坯的直徑小0. 5mmο鑲塊4擠壓口上端采用喇叭形，角度α為60° 90°，若桿部直徑固定，棒坯為細(xì)料時(shí)取小值，棒坯為粗料時(shí)取大值；鑲塊4擠壓口的直徑Cltl等于擠桿毛坯頭部直徑熱態(tài)尺寸的中下限，直孔段通常取2mm 3mm，過(guò)小，擠壓口易受損；過(guò)大，毛坯桿部易拉傷，而且頂料時(shí)，阻力較大，擠壓口轉(zhuǎn)接R要大，以減小金屬流動(dòng)阻力，一般取RlO左右；鑲塊4是擠桿的主要工作部分，要求耐磨，材料可先用W18CrJ,硬度HRC58-62。鑲塊4擠壓口的下端是一個(gè)4°的喇叭形，喇叭形與鑲塊4底面的轉(zhuǎn)接半徑不宜太大，要保證鑲塊4底面有足夠的受力面積，一般取R2底面邊緣倒角0. 5X45° ；從所述擠壓口到底面的距離大約等于鑲塊4外徑Dtl的1/3，但不小于5mm，鑲塊4的總高度H根據(jù)以上所確定的各個(gè)尺寸即可得出，但不應(yīng)小于30mm(對(duì)于較大坯料應(yīng)更大)，因?yàn)槿鏗太小，鑲塊 4與擠壓筒5的緊配合面太小，容易在頂出時(shí)連鑲塊4 一起頂出，使擠壓筒5內(nèi)腔的配合面刮傷報(bào)廢，喇叭口上端直徑D1應(yīng)為Dtl-O. 3mm，鑲塊工作表面應(yīng)拋光至RaO. 8 μ m。擠壓筒5和鑲塊4輕壓配合，擠壓筒5材料為4Cr5W2VSi，硬度HRC48-53。
沖頭6用螺釘固定在上模座的沖頭夾持器上，其余部分裝在下模座及壓力機(jī)底部的頂出裝置內(nèi)，沖頭6由4Cr5W2VSi材料制成，硬度HRC53-58，沖頭6與沖頭夾持器之間用小間隙配合裝配，再由螺釘堅(jiān)固，沖頭6與沖頭夾持器的裝配部分尺寸固定，這樣可使沖頭6固定端標(biāo)準(zhǔn)化，以達(dá)到互換目的，沖頭夾持器與模座底板之間有精調(diào)墊塊3，用以調(diào)整沖頭6進(jìn)入擠壓筒5的深度，從而控制擠桿后頭部的長(zhǎng)度；沖頭6工作端與擠壓筒5保持 0. 05mm 0. IOmm的單邊間隙，間隙過(guò)大，毛坯頭部上端易出現(xiàn)倒向毛刺，沖頭6下端面邊緣保持尖邊，若尖邊出現(xiàn)倒角也會(huì)產(chǎn)生倒向毛刺。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中擠桿模擠出的擠桿件01的示意圖。本發(fā)明實(shí)施例中合金葉片精鍛過(guò)程擠桿、墩頭、預(yù)鍛、終鍛，所述墩頭過(guò)程采用墩頭模，如圖3所示，圖中包括墩頭模陽(yáng)模10的仰視圖、局部剖視圖，陰模20的俯視圖、A-A截面剖視圖；所述陽(yáng)模10 —端設(shè)有凹部11、另一端設(shè)有固定部12。圖4為本發(fā)明實(shí)施例中墩頭模墩出的墩頭件02的示意圖。鐓頭模的結(jié)構(gòu)形式和裝配關(guān)系與擠桿模相同，只是陰模20不再采用組合的形式 (擠桿模中鑲塊4與擠壓筒5組合形成擠桿模的陰模)，改為整體的，各個(gè)部件的材料及其要求的硬度與擠桿模對(duì)應(yīng)的部件也是相同的。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)范圍；凡其他未脫離本發(fā)明所揭示的實(shí)質(zhì)下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種合金葉片精鍛過(guò)程中的模具，所述精鍛過(guò)程包括擠桿、墩頭、預(yù)鍛、終鍛；其特征在于所述模具為擠桿模，所述擠桿模包括頂桿(1)、頂桿導(dǎo)套(2)、墊塊(3)、鑲塊(4)、擠壓筒(5)、沖頭(6)；所述頂桿(1)與頂桿導(dǎo)套(2)配合；所述鑲塊(4)與擠壓筒(5)輕壓配合。
2.根據(jù)求利要求1所述的合金葉片精鍛過(guò)程中的模具，其特征在于所述鑲塊(4)擠壓口為喇叭形，角度α為60° 90°。
3.一種合金葉片精鍛過(guò)程中的模具，所述精鍛過(guò)程包括擠桿、墩頭、預(yù)鍛、終鍛；其特征在于所述模具為墩頭模，所述墩頭模包括陽(yáng)模(10)、陰模(20)，所述陽(yáng)模(10) —端設(shè)有凹部(11)、另一端設(shè)有固定部(12)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種合金葉片精鍛過(guò)程中的模具，特別提供了一種擠桿模、墩頭模；其特征在于所述擠桿模包括頂桿(1)、頂桿導(dǎo)套(2)、墊塊(3)、鑲塊(4)、擠壓筒(5)、沖頭(6)；所述墩頭模包括陽(yáng)模(10)、陰模(20)。通過(guò)采用制坯模具擠桿模、墩頭模制坯，實(shí)現(xiàn)了葉片單面余量0.3mm~0.7mm的精鍛，滿足了冷輥軋工序?qū)﹀懠庸び嗔?、尺寸精度和表面質(zhì)量的要求，葉片葉身金屬流線方向合理，提高了葉片的力學(xué)性能和使用性能。
文檔編號(hào)B21J13/02GK102310154SQ201110279208
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者佗勁紅, 關(guān)紅, 崔樹(shù)森, 汪大成, 鄭渠英 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司