[发明专利]用于蠕变成型的模具

说明书

本发明提供一种用于蠕变成型的模具，包括：多个卡板、多个侧板和多个挡风横向板，卡板、侧板和挡风横向板上均分别设置通气孔，多个通气孔在模具的纵向和横向均形成通气道；卡板相互间隔且平行安装后，卡板的顶面围成用于支持型面板的成型面；卡板的两相对侧分别安装卡接于侧板进行固定；挡风横向板安装于任两相邻卡板之间，并与侧板相互间隔，挡风横向板在成型面远离热源端形成回流。该模具依据蠕变成形模具承载小，承载均匀的特点，卡板上采用较大的通风孔，并降低除成型面外零件的厚度，以尽多地减小重量，同时将所得模具的整体重量相对现有模具减轻17.2％，且升温快，温度均匀性好。

技术领域

本发明涉及蠕变时效模具技术领域，具体的涉及一种用于蠕变成型的模具。

背景技术

20世纪50年代初期，由于成形整体壁板零件的需要，蠕变时效成形技术逐渐发展起来，这项技术利用金属的蠕变特性，将成形与时效同步进行，同时满足成形成性的要求。目前，该技术已经成为国外先进大型整体壁板制造的关键工艺技术之一，波音、空客、Textron等几家大型飞机制造企业已经利用该项技术生产了飞机机翼蒙皮和壁板等构件。

整体壁板蠕变时效成形过程一般划分为3个阶段：

(1)加载阶段。在室温下，向构件上表面逐步施加适当的载荷(一般为气压)，使构件发生变形，直至构件下表面与成形模具上表面紧密贴合，该变形量保持在材料弹性范围内。

(2)蠕变时效阶段。将构件与成形工装放入热压罐中，将温度升至时效温度，施加高温载荷并保持构件成形一定的时间。构件在此过程中发生蠕变、时效与应力松弛过程，三种机制交互作用，使得材料组织和性能发生较大变化，完成成形成性过程。

(3)卸载阶段。结束保温并去除施加在构件上的载荷，构件空冷至室温并自由回弹。由于蠕变时效与应力松弛的作用，构件中一部分弹性变形转变为永久塑性变形，使得卸载后构件保持一定形变。

由于蠕变时效成形工艺所得零构件残余应力小，成形过程中所需夹具少，工艺可重复性高，能够大幅提高可时效铝合金的抗疲劳特性，因此该工艺成为大尺寸、内部结构复杂的整体壁板成形的重要解决方案。

根据蠕变时效成形工艺的特点，其成形精度与可重复性基本是由其成形模具来保证的。蠕变成形模具是将设计理论转化为实际产品的关键枢纽，在整个技术构成中占有重要地位。

现有蠕变成形模具均存在不同的问题：

1.尺寸大，不便运输：因为蠕变时效成形技术适合于成形尺寸较大的整体壁板，所以蠕变成形模具都普遍较大(长宽达到几米到几十米的级别)，使得模具都非常重，不方便运输；

2.体积大，热容大，升温慢：由于工艺的原因，每次成形时模具都需要加热，但因体积大，模具热容非常大，导致了其升温极慢，会严重影响产品的时效强化效果；

3.尺寸大，升温时温差大：由于模具尺寸非常大，在升温过程中模具因受热不均匀必然会产生温度的不均匀，这种温差也会对产品的形状控制造成负面的影响。

现有模具的设计仍参考传统成形模具的设计思路，并未进行相应的优化设计，导致上述的3个模具缺点未得到有效解决。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于蠕变成型的模具。

本发明提供一种用于蠕变成型的模具，包括：多个卡板、多个侧板和多个挡风横向板，所述卡板、所述侧板和所述挡风横向板上均分别设置通气孔，多个所述通气孔在所述模具的纵向和横向均形成通气道；

所述卡板相互间隔且平行安装后，所述卡板的顶面围成用于支持型面板的成型面；所述卡板的两相对侧分别安装卡接于所述侧板进行固定；

所述挡风横向板安装于任两相邻所述卡板之间，并与所述侧板相互间隔，所述挡风横向板在所述成型面远离热源端形成回流。