[发明专利]一种马鞍型横梁构件热挤压成形模具及构件成形方法

说明书

一种马鞍型横梁构件热挤压成形模具及构件成形方法，马鞍型横梁构件热挤压近净成形方法，包括步骤如下：初步确定坯料尺寸，加工坯料；将所述模具和坯料分别加热到指定温度并将坯料保温相应的时间，进行马鞍型横梁构件热挤压预成形；将马鞍型横梁构件热挤压预成形件进行酸洗，酸洗后去除表面折叠缺陷以及工艺飞边并将非光滑过渡处打磨光滑；进行马鞍型横梁构件热挤压近净成形，取出最终的成形件。本发明热挤压近净成形方法成形出的铝合金马鞍型横梁构件尺寸精度以及型面精度高，仅需少量装配部位精加工便可满足要求，可大大节约后续加工时间，提高生产效率。

技术领域

本发明属于热加工成形领域，涉及到一种成形模具及构件成形方法。

背景技术

当前，航空航天产品零件正向轻量化、低成本及整体化方向发展，马鞍型横梁构件的应用也越来越多，该类型零件结构多为马鞍型截面内部带筋薄壁长条结构，该种结构既满足高强度要求又能实现零件轻量化。同时铝合金材料因具有优异的使用性能，在航空航天、轨道交通、武器装备等领域广泛应用。

由于该类马鞍型横梁构件强度要求高，采用铸造工艺成形难以满足强度要求，以往常常采用厚板机加制造，但加工成本高、材料利用率低且加工效率低。采用等温精确热挤压近净成形技术成形的该类型构件满足强度要求，同时可减少机加加工量、大大提高材料利用率、缩短制造周期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：本发明提供了一种马鞍型横梁构件热挤压成形模具及构件成形方法，能有效地保证铝合金马鞍型横梁构件热挤压近净成形。该热挤压近净成形模具可实现一般冷压力机上在线加热，且成形件无变形，易脱模，生产效率高。该热挤压近净成形方法成形出的铝合金马鞍型横梁构件，产品一致性好，力学性能高，尺寸精度、型面精度以及表面质量较高，后续仅需对少量配合面进行精加工便可满足使用要求。

本发明所采用的技术方案为：一种马鞍型横梁构件热挤压成形模具，包括：上模、下模、下模板、上顶杆、顶块、下顶杆；

所述上模包括用于挤压坯料的凸模、用于导向定位的第一凸台；凸模位于上模与下模接触面的中部，第一凸台分布在上模与下模接触面的边缘；

所述下模包括凹模型腔、若干个与相同数量上顶杆配合的上顶杆配合型腔、用于导向的第一凹槽；凹模型腔位于下模与上模接触面的中部，上顶杆配合型腔沿纵向分布在凹模型腔底部平面上，第一凹槽分布在下模与上模接触面的边缘；

所述下模板包括用于同顶块配合的顶块型腔、用于顶块滑动导向的第二凸台、用于放置下顶杆的通孔；顶块型腔位于下模板与下模接触面的中部，第二凸台位于顶块型腔内，通孔位于顶块型腔底面中部；

所述上模通过第一凸台与第一凹槽同下模实现相对位置确定和导向，上顶杆上端安装在上顶杆配合型腔内，凹模型腔和上顶杆装配组成热挤压成形模腔，上模与下模合模后，热挤压成形模腔与第一凸台共同配合形成与待加工零件外形一致的成形槽；下顶杆安装在通孔内，顶块安装在顶块型腔内，第二凸台穿过顶块上的安装孔，上顶杆下端与顶块上表面接触，下顶杆端面与顶块下表面接触，下模安装在下模板上。

所述上模还包括用于同压力机上平台连接的第一U型槽、第一加热管放置孔、第一测温电偶孔；第一U型槽分布在上模侧边处，第一加热管放置孔设有若干个，均匀分布于上模中部且从上模短边侧面沿纵向贯通上模，各第一加热管放置孔之间孔中心距相等；所述第一测温电偶孔设有若干个，为位于上模短边一侧两相邻第一加热管放置孔圆心连线中间位置的圆孔，第一测温电偶孔方向同第一加热管放置孔方向一致。

所述凸模外形同马鞍型横梁构件内型面缩放后尺寸一致；所述第一凸台尺寸为长方形凸台，分布于上模与下模接触面的四个角处；第一U型槽尺寸以及相对位置根据所用压力机上平台尺寸确定；所述第一加热管放置孔数量为3～5个，直径为30～40mm，孔中心距不小于80mm，孔中心距离模具边缘距离不小于60mm；所述第一测温电偶孔直径为6～10mm，深度为 80～120mm。