一种变截面空心叶片冲压成形装置的制作方法
1.本技术涉及航空发动机零件制造领域，特别地，涉及一种变截面空心叶片冲压成形装置。
背景技术：
2.内高压冲压成型是液压成型与冲压成型相结合的零件成型工艺，一般以管材做胚料，主要用于空心零部件的成型加工，如空心叶片，加工时对管坯的管口进行密封，接着充液设备开始补液加压至预定水压，保持水压，然后冲压设备带动冲头向下运动，开始成形零件，直至合模完毕。由于现有对管口进行密封的锥头上设置有锥形的弹性密封件，为避免弹性密封件出现破损，延长其使用寿命和密封性能，一般在正式进行内高压冲压成型前，还需要增加对管坯的管口进行较大变形的预扩口的工序，然后在正式进行内高压冲压成型时，通过锥形的弹性密封件进行较小变形的二次扩口和密封，这样无疑会增加了设备和工艺成本，降低了加工效率，
技术实现要素：
3.本技术提供了一种变截面空心叶片冲压成形装置，以解决现有的内高压冲压成型时工序多、成本高、效率低的技术问题。
4.本技术采用的技术方案如下：
5.一种变截面空心叶片冲压成形装置，包括下模板、下垫块、垫高块、下模座、上模座、上模板、上垫块、安装板、冲头、压料板、阴模、斜楔式推头机构，所述下垫块、垫高块设置在所述下模板上，所述下模座由所述垫高块支撑设置在所述下模板上方；所述阴模设置在下模座上；所述上垫块、上模板和上模座由上至下依次叠加地上下活动设置在下模座上方；所述压料板与上模座相连接，用于在上模座下压时将放置在阴模上的管坯两端压住；所述冲头滑动配合地设置在所述压料板的内腔中，所述冲头的上端依次连接上垫板和安装板，下端与所述阴模相配合对管胚实现冲压成型；
6.所述斜楔式推头机构的一端与上模座固定连接，随上模座同步竖直运动；另一端则水平直线移动地设置在所述下模座上，当上模座竖直运动时，所述斜楔式推头机构相应地对放置在阴模上的管坯口部直接进行扩口和密封，并向密封好的管坯内进行补液加压。
7.进一步地，所述压料板的上端与上模座之间还设置有压料弹簧。
8.进一步地，所述压料弹簧为氮气弹簧。
9.进一步地，所述斜楔式推头机构包括：
10.对称设置在冲头两侧的两个斜楔块，两个斜楔块的上端面与所述上模座相连接，随所述上模座同步的竖直上下运动，下端设置有斜面；
11.两个对称设置的滑块，分别水平直线移动地设置在所述下模座上，所述滑块远离阴模的一端设置有与对应斜楔块的斜面相配合的斜面，朝向阴模的一端均可拆卸地设置有刚性的圆锥形侧面推头，其中任一侧面推头的中心设置有连接充液设备的充液通孔；
12.两复位装置，分别设置在阴模与两个滑块之间，用于两滑块的复位。
13.进一步地，所述下模座上设置有与滑块滑动配合的滑轨，所述滑轨与滑块的接触面之间可拆卸地设置有用于降低滑块与滑轨之间摩擦力的耐磨板。
14.进一步地，所述侧面推头的圆锥面的锥度角为5度至12度。
15.进一步地，所述侧面推头的圆锥面设置有环形的密封槽，所述密封槽内设置有密封圈。
16.进一步地，所述复位装置包括复位弹簧、镶嵌固定在滑块上随滑块滑动的滑动镶件，所述复位弹簧的一端与阴模相抵接，另一端与滑动镶件相抵接。
17.进一步地，所述上模座和下模座之间设置有引导上模座上下移动的外导柱组件；所述下模座上还所设置有下靠块，所述下靠块朝向斜楔块的一面可拆卸地设置有与所述斜楔块滑动配合的耐磨板。
18.进一步地，所述阴模、冲头的成型面在位于管胚的管状与叶片型面过渡区域分别设置有若干阴模避空位和冲头避空位，其中，各阴模避空位和冲头避空位一一对应形成若干避空腔。
19.相比现有技术，本技术具有以下有益效果：
20.本技术的变截面空心叶片冲压成形装置采用内高压成形航空发动机空心叶片，一次成形叶片，工序简单，加工效率高，型面精度高，批量加工零件一致性好。
21.采用斜楔式推头机构将上模座的上下竖直运动转换为水平直线运动，只需普通充液成形设备即可实现带有侧推缸的内高压设备所能进行的轴向密封与补料操作，使充液成型设备能进行轴向密封操作的管类零件加工，拓宽了设备的使用范围，模具结构小巧，无侧推缸结构，操作方便。
22.所述斜楔式推头机构向里轴向运动时，只需一个工序即可直接对管胚进行扩口和密封，与压料板、阴模发生挤压，形成密闭空间，密封性能更加有效，密封使用周期长，同时无需增加工序对管胚进行预扩口，加工简单、成本更低。
23.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
24.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
25.图1是本技术优选实施例的变截面空心叶片冲压成形装置整体结构示意图；
26.图2是本技术优选实施例的压料板、冲头、阴模的爆照示意图。
27.图3是本技术优选实施例的冲头上的冲头避空位示意图。
28.图中所示：
29.1、下模板；2、下垫块；3、垫高块；4、下模座；5、下外限位；6、第一内六角螺钉；7、第二内六角螺钉；8、上外限位；9、上模座；10、上模板；11、上垫块；12、第三内六角螺钉；13、第一斜楔块；14、第四内六角螺钉；15、安装板；16、第五内六角螺钉；17、第六内六角螺钉；18、第七内六角螺钉；19、第一定位键；20、上垫板；21、冲头；22、压料板；23、外导柱组件；24、第二斜楔块；25、第一耐磨板；26、下靠块；27、第八内六角螺钉；28、第二定位键；29、第九内六
角螺钉；30、第二耐磨板；31、第一滑块；32、滑动镶件；33、第十内六角螺钉；34、第一o型密封圈；35、第二o型密封圈；36、第一侧面推头；37、阴模；38、第二侧面推头；39、复位弹簧；40、第二滑块；41、第十一内六角螺钉；42、第十二内六角螺钉；43、第三定位键；44、第三耐磨板；45、阴模避空位；46、冲头避空位。
具体实施方式
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
31.参照图1至图3，本技术的优选实施例提供了一种变截面空心叶片冲压成形装置，包括下模板1、下垫块2、垫高块3、下模座4、上模座9、上模板10、上垫块11、安装板15、冲头21、压料板22、阴模37、斜楔式推头机构，
32.所述下垫块2、垫高块3通过第十二内六角螺钉42设置在所述下模板1上，所述下模座4由所述垫高块3支撑设置在所述下模板1上方；所述阴模37设置在下模座4上；所述上垫块11、上模板10和上模座9通过第三内六角螺钉12由上至下依次叠加地上下活动设置在下模座4上方；所述压料板22与上模座9相连接，用于在上模座9下压时将放置在阴模37上的管坯两端压住；所述冲头21滑动配合地设置在所述压料板22的内腔中，所述冲头21的上端通过第五内六角螺钉16、第三定位键43连接上垫板20，所述上垫板20通过第六内六角螺钉17、第七内六角螺钉18、第一定位键19连接安装板15，所述冲头21的下端与所述阴模37相配合对管胚实现冲压成型；另外，所述下模座4通过第一内六角螺钉6连接设置有下外限位5，所述上模座9上通过第二内六角螺钉7连接设置有上外限位8，所述上外限位8和下外限位5用于限定上模座9与下模座4之间的距离，避免上模座9过度下行对设备造成损伤。
33.所述斜楔式推头机构的一端与上模座9固定连接，随上模座9同步竖直运动；另一端则水平直线移动地设置在所述下模座4上，当上模座9竖直运动时，所述斜楔式推头机构相应地对放置在阴模37上的管坯口部直接进行扩口和密封，并向密封好的管坯内进行补液加压。
34.本实施例提供了一种变截面空心叶片冲压成形装置，包括下模板1、下垫块2、垫高块3、下模座4、上模座9、上模板10、上垫块11、安装板15、冲头21、压料板22、阴模37、斜楔式推头机构等。本实施例采用内高压成形航空发动机空心叶片，一次成形叶片，工序简单，加工效率高，型面精度高，批量加工零件一致性好。本实施例采用斜楔式推头机构将上模座9的上下竖直运动转换为水平直线运动，只需普通充液成形设备即可实现带有侧推缸的内高压设备所能进行的轴向密封与补料操作，使充液成型设备能进行轴向密封操作的管类零件加工，拓宽了设备的使用范围，模具结构小巧，无侧推缸结构，操作方便。本实施例的所述斜楔式推头机构向里轴向运动时，只需一个工序即可直接对管胚进行扩口和密封，与压料板22、阴模37发生挤压，形成密闭空间，密封性能更加有效，密封使用周期长，同时无需增加工序对管胚进行预扩口，加工简单、成本更低。
35.优选地，所述压料板22的上端与上模座9之间还设置有压料弹簧，所述压料弹簧为氮气弹簧，上模座9下一的过程中，通过压料弹簧推动压料板22对管胚实现浮动压料，避免压力过大对管胚造成损伤。压料板22在压料弹簧的作用下产生压料力，同时先于冲头21接触管坯，固定住管坯，为斜楔式推头机构进行轴向密封提供竖直方向的支撑力。
36.优选地，所述斜楔式推头机构包括：
37.对称设置在冲头21两侧的第一斜楔块13和第二斜楔块24，第一斜楔块13和第二斜楔块24的上端面通过第四内六角螺钉14与所述上模座9相连接，随所述上模座9同步的竖直上下运动，下端设置有斜面；
38.两个对称设置的第一滑块31和第二滑块40，分别水平直线移动地设置在所述下模座4上，所述第一滑块31和第二滑块40远离阴模37的一端设置有与对应斜楔块的斜面相配合的斜面，所述第一滑块31和第二滑块40朝向阴模37的一端分别通过第十内六角螺钉33和第十一内六角螺钉41可拆卸地连接设置有刚性的圆锥形第一侧面推头36和第二侧面推头38，其中第一侧面推头36的中心设置有连接充液设备的充液通孔；
39.两复位装置，分别设置在阴模37与第一滑块31之间、阴模37与第二滑块40之间，用于第一滑块31和第二滑块40的复位。
40.本实施例中，所述斜楔式推头机构包括对称设置在冲头21两侧的第一斜楔块13和第二斜楔块24，两个对称设置的第一滑块31和第二滑块40、两复位装置，其中，第一斜楔块13和第二斜楔块24、第一滑块31和第二滑块40相配合，用于将上模座9的上下直线运动转换为水平直线运动，第一滑块31和第二滑块40继而通过刚性的圆锥形第一侧面推头36和第二侧面推头38水平直线运动，由于本技术采用的第一侧面推头36和第二侧面推头38均为刚性的圆锥形，因此，本实施例只需一个工序即可直接对管胚进行扩口和密封，与压料板22、阴模37发生挤压，形成密闭空间，密封性能更加有效，密封使用周期长，同时无需增加工序对管胚进行预扩口，加工简单、成本更低，也就是说，本技术中扩孔和密封只需通过第一侧面推头36和第二侧面推头38在一个工序中直接完成，无需额外的辅助工序。
41.优选地，所述下模座4上设置有与滑块滑动配合的滑轨，所述滑轨与滑块的接触面之间可拆卸地设置有用于降低滑块与滑轨之间摩擦力的第二耐磨板30，减少能耗，方便更换和维护操作，降低更换和维护成本。
42.优选地，所述侧面推头的圆锥面的锥度角为5度至12度，从而能够保证可以进行有效扩孔，同时使扩孔后与管配内壁之间具有足够的摩擦力来克服管料在中部冲压时出现轴向尺寸收缩导致侧面推头的圆锥面与管口内壁出现间隙而影响密封性。
43.优选地，所述第一侧面推头36和第二侧面推头38的圆锥面设置有环形的密封槽，所述密封槽内设置有第二o型密封圈35，而所述第一侧面推头36与第一滑块31的配合面也设置有第一o型密封圈34，可进一步防止液体泄露，确保密封性。
44.优选地，所述复位装置包括复位弹簧39、镶嵌固定在滑块上随滑块滑动的滑动镶件32，所述复位弹簧39的一端与阴模37相抵接，另一端与滑动镶件32相抵接，当上模座9带动第一斜楔块13和第二斜楔块24上移时，两个复位弹簧39则分别推动第一滑块31和第二滑块40外移，从而使第一侧面推头36和第二侧面推头38水平直线运动后与管胚脱离接触，便于卸料。
45.优选地，所述上模座9和下模座4之间设置有引导上模座9上下移动的外导柱组件23；所述下模座4上还通过第八内六角螺钉27、第二定位键28、第九内六角螺钉29连接设置有下靠块26，所述下靠块26朝向斜楔块的一面可拆卸地设置有与所述斜楔块滑动配合的第一耐磨板25。所述外导柱组件23可引导上模座9严格按设定竖直轨迹上下移动，避免跑偏，而第一耐磨板25则减少能耗，方便更换和维护操作，降低更换和维护成本。
46.优选地，如图2和图3所示，所述阴模37、冲头21的成型面在位于管胚的管状与叶片型面过渡区域分别设置有若干阴模避空位45和冲头避空位46，其中，各阴模避空位45和冲头避空位46一一对应形成若干避空腔。本实施例设置阴模避空位45和冲头避空位46的目的在于：在两端管状与叶片型面过渡区域，叶片冲压成形过程中会有多余的料往外挤形成叠料，叠料的存在会影响模具的闭模，因此，本技术在冲头21、阴模37的相应区域设置阴模避空位45和冲头避空位46，从而使往外挤的多余的料能够进入到避空腔避免形成叠料，保证模具按设计要求进行闭模，否则会因为冲压行程不能顺利到位而最终影响工件的成型质量(即超过模具理论闭模高度)。
47.本技术在冲头21与上垫板20、上垫板20与安装板15之间原采用圆柱销连接，现改为定位键连接，有利于调整装配间隙，定位也更稳定可靠。
48.另外，如图2所示，本技术在冲头21与所述压料板22的内腔滑动接触的各面设置有四块可拆卸的第三耐磨板44，从而使冲头21与所述压料板22之间的运动导向由沿周多点式接触代替沿周全封闭式导向，解决运动过程中出现阻滞甚至憋死的问题，同时降低加工难度。改进前冲头21上下活动时沿周向型面与压料板22内腔壁接触，如间隙过小则容易憋死，如间隙过大则导向不精准。改进后，在冲头21四周侧面设置四处第三耐磨板44，与压料板22对应内腔间隙配合，因有效减小了接触面积，可保证即精准导向又运动灵活。
49.本技术的变截面空心叶片冲压成形装置的工作原理为：
50.安装本装置于充液成形设备工作台中心。
51.将管坯放置在阴模37上，通过阴模37两端尺寸与管坯直径相配合进行定位。
52.启动设备，上模座9下行，带动压料板22在压料弹簧力的作用下先压住管坯两端，为后续所述斜楔式推头机构的侧面推头提供力支撑。第一斜楔块13和第二斜楔块24同时向下运动，其斜面在接触到第一滑块31和第二滑块40后，使第一滑块31和第二滑块40带动圆锥形第一侧面推头36和第二侧面推头38向里进行轴向运动，对管坯的口部直接进行扩口，同时在推进过程中第一侧面推头36和第二侧面推头38的圆锥面与压料板22、阴模37发生挤压，形成密闭空间，实现对管坯两端的扩口及密封作用，同样在第一侧面推头36和第二侧面推头38向里运动时，对安装下其底部的复位弹簧39进行压缩，为后续第一侧面推头36和第二侧面推头38向外运动蓄积推力。
53.上模座9下行至预定位置后，此时管坯的管口已进行扩口和密封，充液设备开始补液加压至预定水压，保持水压，接着安装板15和上垫板20下行，带动冲头21向下运动，开始成形零件，直至合模完毕。
54.零件成形完毕后，安装板15和上垫板20带着冲头21上行，上模座9带着第一斜楔块13和第二斜楔块24上移向上运动，与第一滑块31和第二滑块40分离，第一侧面推头36和第二侧面推头38在被压缩的复位弹簧39的作用下向外作轴向运动，所述第一侧面推头36和第二侧面推头38随之与管坯的管口脱离接触，取出管件，达到卸料、取件的目的。
55.本技术提供的变截面空心叶片冲压成形装置，可实现一次性内高压冲压成型，以解决现有工艺加工周期长且叶片成型轮廓度较差的问题，同时该装置设计有斜楔式推头机构，能在双动充液成形设备上实现内高压成形所需密封、补料与卸料等自动化动作，代替内高压设备的侧推缸结构。并且，推头上设计的刚性圆锥形第一侧面推头36和第二侧面推头38能够更加有效地对管口两端进行扩口和密封作用，结构加工简单且密封作用更好。
56.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
技术特征：
1.一种变截面空心叶片冲压成形装置，包括下模板(1)、下垫块(2)、垫高块(3)、下模座(4)、上模座(9)、上模板(10)、上垫块(11)、安装板(15)、冲头(21)、压料板(22)、阴模(37)、斜楔式推头机构，其特征在于，所述下垫块(2)、垫高块(3)设置在所述下模板(1)上，所述下模座(4)由所述垫高块(3)支撑设置在所述下模板(1)上方；所述阴模(37)设置在下模座(4)上；所述上垫块(11)、上模板(10)和上模座(9)由上至下依次叠加地上下活动设置在下模座(4)上方；所述压料板(22)与上模座(9)相连接，用于在上模座(9)下压时将放置在阴模(37)上的管坯两端压住；所述冲头(21)滑动配合地设置在所述压料板(22)的内腔中，所述冲头(21)的上端依次连接上垫板(20)和安装板(15)，下端与所述阴模(37)相配合对管胚实现冲压成型；所述斜楔式推头机构的一端与上模座(9)固定连接，随上模座(9)同步竖直运动；另一端则水平直线移动地设置在所述下模座(4)上，当上模座(9)竖直运动时，所述斜楔式推头机构相应地对放置在阴模(37)上的管坯口部直接进行扩口和密封，并向密封好的管坯内进行补液加压。2.根据权利要求1所述的变截面空心叶片冲压成形装置，其特征在于，所述压料板(22)的上端与上模座(9)之间还设置有压料弹簧。3.根据权利要求2所述的变截面空心叶片冲压成形装置，其特征在于，所述压料弹簧为氮气弹簧。4.根据权利要求1所述的变截面空心叶片冲压成形装置，其特征在于，所述斜楔式推头机构包括：对称设置在冲头(21)两侧的两个斜楔块，两个斜楔块的上端面与所述上模座(9)相连接，随所述上模座(9)同步的竖直上下运动，下端设置有斜面；两个对称设置的滑块，分别水平直线移动地设置在所述下模座(4)上，所述滑块远离阴模(37)的一端设置有与对应斜楔块的斜面相配合的斜面，朝向阴模(37)的一端均可拆卸地设置有刚性的圆锥形侧面推头，其中任一侧面推头的中心设置有连接充液设备的充液通孔；两复位装置，分别设置在阴模(37)与两个滑块之间，用于两滑块的复位。5.根据权利要求4所述的变截面空心叶片冲压成形装置，其特征在于，所述下模座(4)上设置有与滑块滑动配合的滑轨，所述滑轨与滑块的接触面之间可拆卸地设置有用于降低滑块与滑轨之间摩擦力的耐磨板。6.根据权利要求4所述的变截面空心叶片冲压成形装置，其特征在于，所述侧面推头的圆锥面的锥度角为5度至12度。7.根据权利要求4所述的变截面空心叶片冲压成形装置，其特征在于，所述侧面推头的圆锥面设置有环形的密封槽，所述密封槽内设置有密封圈。8.根据权利要求4所述的变截面空心叶片冲压成形装置，其特征在于，所述复位装置包括复位弹簧(39)、镶嵌固定在滑块上随滑块滑动的滑动镶件(32)，所述复位弹簧(39)的一端与阴模(37)相抵接，另一端与滑动镶件(32)相抵接。9.根据权利要求1所述的变截面空心叶片冲压成形装置，其特征在于，所述上模座(9)和下模座(4)之间设置有引导上模座(9)上下移动的外导柱组件(23)；所述下模座(4)上还所设置有下靠块(26)，所述下靠块(26)朝向斜楔块的一面可拆卸地设置有与所述斜楔块滑
动配合的耐磨板。10.根据权利要求1至9中任一项所述的变截面空心叶片冲压成形装置，其特征在于，所述阴模(37)、冲头(21)的成型面在位于管胚的管状与叶片型面过渡区域分别设置有若干阴模避空位(45)和冲头避空位(46)，其中，各阴模避空位(45)和冲头避空位(46)一一对应形成若干避空腔。
技术总结
本申请公开了一种变截面空心叶片冲压成形装置，包括下模板、下垫块、垫高块、下模座、上模座、上模板、上垫块、安装板、冲头、压料板、阴模、斜楔式推头机构，所述下垫块、垫高块设置在所述下模板上，所述下模座由所述垫高块支撑设置在所述下模板上方；所述阴模设置在下模座上；所述上垫块、上模板和上模座由上至下依次叠加地活动设置在下模座上方；所述压料板与上模座相连接；所述冲头滑动配合地设置在压料板的内腔中，所述冲头的上端依次连接上垫板和安装板，下端与所述阴模相配合对管胚实现冲压成型；所述斜楔式推头机构的一端与上模座固定连接，随上模座同步竖直运动；另一端则水平直线移动地设置在下模座上。本申请加工成本低、成型效率高。型效率高。型效率高。
