用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具及使用方法技術

本發明專利技術提供了一種用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具，包括沖頭機構、第一楔形傳遞機構、第二楔形傳遞機構、模具底座以及下壓板；其中，所述模具底座設置有下壓板安裝槽，所述下壓板安裝槽將所述模具底座分為第一安裝區域和第二安裝區域；所述下壓板設置在所述下壓板安裝槽內；所述第一楔形傳遞機構設置在所述第一安裝區域上；所述第二楔形傳遞機構設置在所述第二安裝區域上；所述第一楔形傳遞機構的一側面、所述第二楔形傳遞機構的一側面以及下壓板的上側面構成成型空間；所述沖頭機構設置在所述下壓板上側，用于將待加工試樣擠入所述成型空間。本發明專利技術通過楔形傳遞機構實現沖頭行程的縱向力轉換成水平方向的擠壓力，實現壓彎過程和裝夾過程的機械一體化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及先進成形工藝實驗模具，具體地，涉及一種用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具及使用方法。
技術介紹
航空航天技術競爭是國與國之間科技實力的較量，改革開放以來，我國大力發展航天航空事業，先后有了從衛星到載人航天的創舉。航空航天技術涵蓋面廣，技術水平要求高。為了減少火箭在發射過程中的燃料損耗以及加大火箭發射行程，高強度的輕質合金一直是火箭制造的首選材料。然而，高強度的輕質合金如鋁合金，鈦合金等具有加工困難，成形難度大的特點，與傳統的材料如鋼鐵相比，需要采用先進的加工工藝，因此航空航天所用零部件等加工工藝比傳統材料加工工藝難道大，對模具，工藝等提出更高的要求。蠕變時效校形技術是在20世紀50年代初期，為成形整體壁板零件而發展起來的一種先進成形技術。該技術利用金屬的蠕變特性，將成形與時效熱處理同步進行，從技術發展以來，已經廣泛應用于許多難加工的航天航空零部件的成形，如美國超音速戰略轟炸機的上下機翼壁板，大力神火箭的正交格柵結構壁板的制造等，以及如空客、波音和麥道的早起機型都利用了該項技術。對于蠕變時效校形工藝，傳統的加工步驟主要包括零件常溫下加載過程，蠕變時效過程以及最后的卸載過程。對于例如材料為鈦合金的衛星條帶結構件，傳統加載過程主要包含兩個工裝過程：一是常溫下的冷壓彎過程，二是常溫下冷壓彎后的人工裝夾過程。由于蠕變時效技術是基于時效熱處理過程中應力松弛使得時效后成形零件的殘余應力基本釋放完畢的原理，所以冷彎以及裝夾過程中的應力分布的均勻性對蠕變時效校形工藝來說是非常重要的，并且基于逐漸發展起來的有限元技術，對于模擬仿真蠕變時效工藝的過程幫助很大，所以，減少人工行為導致的應力分布不均，形狀不對稱等因素對蠕變時效工藝生產的零件也是生產過程中應該避免的。對于衛星條帶這種特殊零部件所使用的工裝，傳統的為先冷壓彎，后人工裝夾，特別是人工裝夾過程，由于鈦合金高強度，高回彈的特點，使得人工裝夾過程變得困難，容易引入人為的不對稱因素，以及最終引起的應力分布不均勻。所以本文以研究設計壓彎和裝夾機械一體化的模具來避免這種人工形式的裝夾過程，減少人為因素的干擾，并很大程度上簡化衛星條帶在蠕變時效校形工藝的加載工序。
技術實現思路
針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具及使用方法。根據本專利技術提供的用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具，包括沖頭機構、第一楔形傳遞機構、第二楔形傳遞機構、模具底座以及下壓板；其中，所述模具底座設置有下壓板安裝槽，所述下壓板安裝槽將所述模具底座分為第一安裝區域和第二安裝區域；所述下壓板設置在所述下壓板安裝槽內；所述第一楔形傳遞機構設置在所述第一安裝區域上；所述第二楔形傳遞機構設置在所述第二安裝區域上；所述第一楔形傳遞機構的一側面、所述第二楔形傳遞機構的一側面以及下壓板的上側面構成成型空間；所述沖頭機構設置在所述下壓板上側，用于將待加工試樣擠入所述成型空間。優選地，還包括螺栓組和螺母；其中，所述螺栓組用于將第一楔形傳遞機構的上下夾板與第一楔形傳遞機構的上下夾板連接；所述螺母設置在下壓板的下側，用于連接吊桿的下端部。優選地，所述沖頭機構包括沖頭、內芯、傳動銷、芯軸以及吊桿；其中，所述內芯通過所述傳動銷與所述沖頭可拆卸連接；所述內芯的下端設置有內芯孔；所述芯軸設置在所述內芯孔內，且能夠在所述內芯孔中轉動；所述芯軸設置有徑向貫穿的吊桿安裝孔；所述吊桿的一端通過所述吊桿安裝孔穿出。優選地，所述第一楔形傳遞機構和所述第二楔形傳遞機構均包括楔形構件、上下夾板、支撐桿以及支撐架；其中，所述模具底座設置有沿長度方向延伸的T形槽；所述支撐架設置有與所述T形槽相匹配的T形連接件；兩個支撐架相對設置在所述模具底座形成安裝空間；楔形構件、上下夾板以及支撐桿設置在所述安裝空間內；所述支撐桿的一端連接所述楔形構件，另一端連接所述上下夾板；所述第一楔形傳遞機構的上下夾板一側面、所述第二楔形傳遞機構的上下夾板一側面以及下壓板的上側面構成成型空間。優選地，所述成型空間和所述內芯呈楔形。優選地，還包括支撐架限位塊設置在模具底座上，用于所述第一楔形傳遞機構和所述第二楔形傳遞機構的定位。優選地，所述下壓板安裝槽用于下壓板的限位。本專利技術提供的用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具的使用方法，包括如下步驟：步驟1：將衛星條帶蠕變時效校形試樣的兩端部放置于支撐架上，沖頭在壓機的作用下下行，當沖頭機構中內芯觸及連接與上下夾板的楔形部分時，沖頭的下壓力部分轉化成橫向的擠壓力，實現衛星條帶蠕變時效校形試樣在壓彎的過程中同時進行向內的擠壓過程；步驟2：當壓機壓力加載過程結束后，首先將支撐架限位塊固定住第一楔形傳遞機構、第二楔形傳遞機構；將傳動銷拆卸下來，即將壓機上行去除沖頭并將內芯留在模具中；接著將一側的兩個支撐架拆卸下來；按照設定的預緊力來安裝螺栓組以及下壓板的螺母形成試樣夾具；步驟3：將支撐架限位塊拆卸下來，拆卸楔形構件以及另一側的兩個后支撐架，將試樣夾具取出。與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：1、本專利技術通過楔形傳遞機構實現沖頭行程的縱向力轉換成水平方向的擠壓力，實現壓彎過程和裝夾過程的機械一體化；2、本專利技術通過支撐桿的正反兩面螺栓緊固件楔形構件、上下夾板連接在一起，實現力的傳遞，并且具有可拆卸功能，實現零件機械加載結束后的裝夾試樣的拆卸；3、本專利技術沖頭下壓過程中，同時進行縱向的壓彎過程以及通過楔形結構的橫向擠壓過程，其類如傳統人工裝夾過程，實現過程無人工調整位置等操作；4、本專利技術多處的定位銷以及上下夾板的定位銷功能實現衛星條帶蠕變時效校形試樣的在尺寸精度上的準確，實現在試樣寬度方向上應力的均勻性。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：圖1為本專利技術整體結構示意圖；圖2為本專利技術內部結構示意圖；圖3為本專利技術沖頭機構的結構示意圖；圖4為本專利技術楔形傳遞機構的結構示意圖；圖5為本專利技術支撐架的結構示意圖；圖6為本專利技術模具底座的結構示意圖；圖7為本專利技術的壓彎裝夾拆卸示意圖。圖中：1為沖頭；2為內芯；3為傳動銷；4為芯軸；5為吊桿；6為支撐架；7為楔形構件；8為上下夾板；9為螺栓；10為連接構件；11為第一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具，其特征在于，包括沖頭機構、第一楔形傳遞機構、第二楔形傳遞機構、模具底座(16)以及下壓板(17)；其中，所述模具底座(16)設置有下壓板安裝槽，所述下壓板安裝槽將所述模具底座(16)分為第一安裝區域和第二安裝區域；所述下壓板(17)設置在所述下壓板安裝槽內；所述第一楔形傳遞機構設置在所述第一安裝區域上；所述第二楔形傳遞機構設置在所述第二安裝區域上；所述第一楔形傳遞機構的一側面、所述第二楔形傳遞機構的一側面以及下壓板(17)的上側面構成成型空間；所述沖頭機構設置在所述下壓板(17)上側，用于將待加工試樣擠入所述成型空間。

【技術特征摘要】
1.一種用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具，其特征在于，包括沖頭機
構、第一楔形傳遞機構、第二楔形傳遞機構、模具底座(16)以及下壓板(17)；
其中，所述模具底座(16)設置有下壓板安裝槽，所述下壓板安裝槽將所述模具底
座(16)分為第一安裝區域和第二安裝區域；所述下壓板(17)設置在所述下壓板安裝
槽內；
所述第一楔形傳遞機構設置在所述第一安裝區域上；所述第二楔形傳遞機構設置在
所述第二安裝區域上；所述第一楔形傳遞機構的一側面、所述第二楔形傳遞機構的一側
面以及下壓板(17)的上側面構成成型空間；
所述沖頭機構設置在所述下壓板(17)上側，用于將待加工試樣擠入所述成型空間。
2.根據權利要求1所述的用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具，其特征
在于，還包括螺栓組(14)和螺母(18)；
其中，所述螺栓組(14)用于將第一楔形傳遞機構的上下夾板與第一楔形傳遞機構
的上下夾板連接；
所述螺母(18)設置在下壓板(17)的下側，用于連接吊桿(5)的下端部。
3.根據權利要求1所述的用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具，其特征
在于，所述沖頭機構包括沖頭(1)、內芯(2)、傳動銷(3)、芯軸(4)以及吊桿(5)；
其中，所述內芯(2)通過所述傳動銷(3)與所述沖頭(1)可拆卸連接；所述內
芯(2)的下端設置有內芯孔；所述芯軸(4)設置在所述內芯孔內，且能夠在所述內芯
孔中轉動；所述芯軸(4)設置有徑向貫穿的吊桿安裝孔；所述吊桿(5)的一端通過所
述吊桿安裝孔穿出。
4.根據權利要求1所述的用于蠕變時效校形工藝的壓彎裝夾一體化模具，其特征
在于，所述第一楔形傳遞機構和所述第二楔形傳遞機構均包括楔形構件(7)、上下夾板
(8)、支撐桿(13)以及支撐架(6)；
其中，所述模具底座(16)設置有沿長度方向延伸的T形槽；所述支撐架(6)設
置有與所述T形...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭赫力，李淑慧，趙耀邦，劉海建，于忠奇，
申請(專利權)人：上海航天精密機械研究所，上海交通大學，
類型：發明
國別省市：上海;31