[实用新型]一种钛合金半球结构正反超塑成形模具

说明书

本实用新型涉及一种钛合金半球结构正反超塑成形模具，包括上模和下模；所述的上模设置环形腔室，下模设置半球腔室；上模的环形腔室中心设置用于反向超塑成形的通气孔，下模底部设置用于正向超塑成形的通气孔；所述上模和下模之间通过带压边的凹槽和压边凸筋密封。

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，且特别涉及一种钛合金半球结构正反超塑成形模具。

背景技术

微纳卫星是当今卫星发展的重要方向，具有功能密度与技术性能高、投资与营运成本低、灵活性强、系统建设周期短、风险小等优点，并可进一步以分布式的星座来实现目前大卫星难以实现的某些任务，现已广泛应用于数据通信、数据传输、地面环境监测、空间环境监测科学试验等诸多领域，正对世界科技和经济以及军事领域产生巨大的影响，受到了世界各国航天界的普遍重视。

钛合金球形贮箱是维纳卫星常用的燃料存贮容器，由于钛合金屈强比大，常温塑性加工难以实现其成形。目前，钛合金半球主要采用锻造+机加工方式制造，存在材料利用率低、工序数量多、制造周期长等问题，急需寻找低成本快速成形方法。

正反超塑成形是一种钛合金半球结构精密成形技术，其基本思路是采用带不同型腔的上下模具，通过正反超塑成形方式降低板料减薄率，提高成形能力，从而实现钛合金半球精密成形。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：本实用新型旨在解决钛合金半球锻造+机加工方式制造，存在材料利用率低、工序数量多、制造周期长等问题。本实用新型提供一种钛合金半球结构正反超塑成形模具。

本实用新型解决技术的方案是：一种钛合金半球结构正反超塑成形模具，包括上模和下模；所述的上模设置环形腔室，下模设置半球腔室；上模的环形腔室中心设置用于反向超塑成形的通气孔，下模底部设置用于正向超塑成形的通气孔；所述上模和下模之间通过带压边的凹槽和压边凸筋密封。

优选的，带压边的凹槽设置在所述环形腔室的四周；压边凸筋设置在所述半球腔室四周。

优选的，所述凹槽为连续等截面结构，凹槽中心线距模具边缘两端之间距离不小于15mm；所述凸筋为连续等截面结构，凸筋中心线距模具边缘两端之间距离不小于15mm。

优选的，上模环形腔室中心的通气孔与下模底部的通气孔轴线重合。

优选的，环形腔室外径不小于半球腔室直径，且与模具边缘之间的距离不小于40mm；环形腔室内径不小于半球腔室直径的1/4，且不大于半球腔室直径的1/2。

优选的，所述的半球腔室外缘倒圆角。

优选的，所述上模和下模上的进气口直径不小于3mm，且其中心距模具边缘之间的距离不小于15mm。

优选的，所述上模、下模材质选用耐热不锈钢材料，包括0Cr25Ni20Si2或ZG35Cr24Ni7SiN。

优选的，通过铸造方式获得上模和下模的模具型面，然后加工至目标型面。

优选的，上模和下模型面尺寸在设计尺寸的基础上考虑目标成形温度下模具材料与成形零件材质之间热膨胀系数的差异。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

本实用新型模具可以改变大深宽比钛合金半球结构零件壁厚均匀分布程度，实现钛合金半球结构精密成形。

本实用新型模具能够通过反向超塑与正向超塑实现钛合金半球结构精密成形，大幅提高材料利用率、大幅缩短成形时间、提高成形质量。

附图说明

图1为本实用新型模具示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步阐述。