[发明专利]一种封闭变截面薄壁件粘性介质压力成形装置

说明书

本发明涉及航空航天用薄壁件加工制造技术，具体涉及一种封闭变截面薄壁件粘性介质压力成形装置，包括分瓣镶块结构的型模、成形介质密封圈、型模套筒、粘性介质注入缸、粘性介质加载动力源液压缸和型模端部密封加载动力源液压缸。定位块在筒坯内部上端和下端各设置一个，上定位块为封闭形式，下定位块为开孔形式；粘性介质注入缸设置在型模底部，与下定位块内孔相连通，粘性介质由注入缸内注入到筒坯内部；粘性介质加载动力源液压缸置于粘性介质注入缸底部；型模端部密封加载动力源液压缸置于型模顶部，为端部密封提供加载力。本发明装置结构简单、易操作，控制稳定性好，可以实现封闭变截面薄壁件粘性介质压力成形。

技术领域

本发明涉及航空航天领域的封闭截面突变曲率薄壁件加工制造技术，尤其涉及一种封闭变截面薄壁件粘性介质压力成形装置。

背景技术

封闭变截面局部曲率突变薄壁件是航空航天领域中常见的异形曲面壳体结构件，其结构特点是曲面局部区域存在曲率突变(面积变化率达120％以上)，并且曲率突变处为封闭截面结构，局部变形较大，成形时材料不易得到补充，容易产生局部严重减薄、甚至破裂。这主要是由于制造设备型模设计不合理以及加载力不当造成的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有封闭变截面局部曲率突变构件成形中存在的局部减薄、破裂而无法整体成形的问题。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种封闭变截面薄壁件粘性介质压力成形装置，实现封闭变截面曲率突变薄壁件粘性介质压力成形。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种封闭变截面薄壁件粘性介质压力成形装置，所述装置包括型模、成形介质密封圈、型模套筒、粘性介质注入缸、粘性介质加载动力源液压缸和型模端部密封加载动力源液压缸。所述型模置于型模套筒内，筒坯设置在型模内；装置还包括定位块，所述定位块包括设置在筒坯内部上端的上定位块和设置在筒坯下端的下定位块，所述上定位块为封闭形式定位块，下定位块为开孔形式定位块，定位块与筒坯之间设置所述成形介质密封圈；所述粘性介质注入缸设置在型模的底部，与型模下端处的下定位块的内孔相连通，粘性介质由粘性介质注入缸内注入到筒坯内部；柱塞设置在粘性介质注入缸的缸筒内，柱塞的柱塞杆与粘性介质加载动力源液压缸相连，为粘性介质进行加载提供动力，所述粘性介质加载动力源液压缸置于粘性介质注入缸底部；所述型模端部密封加载动力源液压缸置于型模顶部，为端部密封提供加载力。

优选的，所述型模采用分瓣模结构，并在大曲率突变处设置独立的镶块，所述镶块的形状、数量和大小由曲率突变结决定，以便于大曲率突变位置的曲面形状的成形和成形后零件的取出。

优选的，所述型模采用至少两块分瓣模块拼接形成，所述镶块的结构形状和尺寸相同，所述镶块周向嵌设在所述型模的大曲率突变处的内壁面上。

优选的，所述型模采用至少两块分瓣模块拼接形成，所述镶块的结构形状和尺寸不同，所述镶块周向嵌设在所述型模的大曲率突变处的内壁面上。

优选的，所述型模采用两块分瓣模块拼接形成，所述镶块包括大型和小型两种形状和尺寸的结构，大型的镶块和小型的镶块相互间隔的周向嵌设在所述型模的大曲率突变处的内壁面上。

优选的，所述型模套筒壁厚为W，所述壁厚W的取值范围为30mm～180mm，型模套筒的内壁面具有锥度Δ，所述锥度Δ的取值范围为1:8～1:12。

优选的，所述粘性介质注入缸采用模具钢加工制成，所述粘性介质注入缸包括内缸和外套，内缸壁厚M的取值范围为30mm～50mm，外套壁厚n×M，系数n的取值范围为1.5～3.2，所述粘性介质注入缸的内孔直径为Φ，高度为H，内孔直径Φ的取值范围为30mm～80mm，高度H的取值范围为260mm～450mm。

优选的，所述粘性介质注入缸的柱塞端部具有宽度D的凹槽，所述凹槽用于降低柱塞与注入缸体之间的摩擦力，凹槽的宽度D的取值范围为5mm～8mm。