[发明专利]一种高强复杂铝合金异形外六边座钣挤压局部加载模具

说明书

技术领域

本发明属于金属材料塑性精密成形加工技术，具体说属于轻合金精密成形领域，特别涉及采用预成形模具、局部加载模具、终成形模具实现高强复杂铝合金异形外六边座钣的精确挤压成形。 

背景技术

复杂高强铝合金异形外六边座钣类零件广泛应用于航空航天、装备制造领域，是装备中缓冲瞬间大冲击力的重要部分及主要承载构件。该构件结构形状复杂，外形呈非对称形状，内、外部均有高的加强筋，内部为V形高筋高宽比≥3，截面形状复杂，壁厚差较大。采用普通整体挤压成形模具，为整体一次挤压加载成形，加工设备成形压力、载荷较大，加工设备损耗和模具磨损均较大；同时在V形高筋处，容易折叠缺陷；材料利用率较低，不利于产品的批量化生产。 

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，本发明提出了一种高强复杂铝合金异形外六边座钣挤压局部加载模具，该模具结构简单，成形压力小，V形高筋形成质量高。 

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是： 

一种高强复杂铝合金异形外六边座钣挤压局部加载模具，包括局部成形凹模、局部成形上模板、局部成形上垫板、螺钉、局部成形凸模、局部成形下垫板、螺钉、局部成形下模板，所述的局部成形凸模通过螺钉装于局部成形上模板和局部成形上垫板的下面，所述的局部成形凹模通过螺钉装于局部成形下模板和局部成形下垫板的上面，所述的局部成形凸模成直边加圆弧的异形外六边，与局部成形工件轮廓对应，局部成形凸模的中心呈圆锥凸面，局部成形凸模的三条直边向上形成三条V形凸脊，V形凸脊与圆锥凸面相切连 接之间形成平滑过渡，位于两两相邻V形凸脊之间的圆锥凸面形成从顶部到底部形成逐渐变大的喇叭口型引流凸起扇面，喇叭口型引流凸起扇面的底部延伸到弧形边的边沿，每条V形凸脊上设有一V形高筋预成形腔，所述的局部成形凹模对应局部成形凸模的圆锥凸面和V形凸脊分别形成圆锥凹腔和V型沟槽，圆锥凹腔和V型沟槽之间形成从底部到口部形成逐渐变大的喇叭口型引流凹形扇面，与圆锥凸面的喇叭口型引流凸起扇面相对应，局部成形凹模的口部亦对应形成异形外六边，与局部成形工件的轮廓形状对应，局部成形凹模的口部尺寸大于局部成形凸模，在口部与预成形凸模之间形成金属自由流动区。 

所述的高强复杂铝合金异形外六边座钣挤压局部加载模具，还包括局部成形项块、局部成形顶杆，在局部成形凹模的V型沟槽的底部还形成三幅式限流槽，局部成形顶块亦对应形成三辐条，局部成形顶块置于三幅式限流槽内，局部成形项块下螺接局部成形顶杆，局部成形顶杆活动设置在局部成形下垫板和局部成形下模板共同形成的通孔中。 

所述的高强复杂铝合金异形外六边座钣挤压局部加载模具，还包括局部成形导正圈，固定在局部成形凹模的上方，该导正圈设计为异形六边形通腔，其中三条直边，三条圆弧边，相邻两边为一直边和圆弧边连接，并带圆角过渡。 

所述的V形高筋预成形腔的方向与局部成形凸模的直边平行。 

所述的圆锥凸面的顶部设计为平面，三条V形凸脊仅与圆锥凸面的锥面连接。 

本发明通过局部成形凸模在材料流动剧烈处设计了喇叭口型引流凸起扇面，喇叭口的大头一端与金属的流动方向一致，通过喇叭口型引流凸起扇面使金属通过此处时受到的约束逐渐减少，自由度逐渐增大，同时在此处为圆锥凸面设计，使得充填阻力降低，加快了金属的流动速度，提高变形均匀性， 而且局部成形凸模外形尺寸小于局部成形凹模的凹模模腔尺寸，在局部成形凹模与局部成形凸模之间形成一个金属材料可以自由流动区，使得金属快速流动而降低成形载荷并避免产生穿流，涡流及折叠等缺陷。 

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。 

图1是本发明的高强复杂铝合金异形外六边座钣预成形模具装配图； 

图2是高强复杂铝合金异形外六边座钣局部加载模具装配图； 

图3是内异六边形导正圈立体图206、307； 

图4是凸模喇叭口型引流槽主视图； 

图4-1是凸模喇叭口型引流槽立体图； 

图5是凹模三幅式限流型腔主视图； 

图5-1是凹模三幅式限流型腔立体图； 

图6是三幅式快换项块立体图； 

图7是高强复杂铝合金异形外六边座钣终成形模具装配图； 

图8是终成形凸模扇形阻力凹腔主视图； 

图8-1是终成形凸模扇形阻力凹腔立体图； 

图9是毛坯主视图； 

图10是预成形工件主视图； 

图10-1是预成形工件俯视图；