一种用于航空发动机空心叶片的内高压成形装置的制作方法

1.本技术涉及航空发动机零件制造领域，特别地，涉及一种用于航空发动机空心叶片的内高压成形装置。


背景技术：

2.在传统航空发动机空心叶片制造工艺中，采用多道次冲压管坯成形。通过在管坯中浇注低熔点合金与灌蜡填充管坯内腔，在压制过程中起到支撑作用。该工艺方法存在以下几个方面的缺陷：成型所需工序较多，需要反复灌蜡、除蜡，操作复杂，同时，每次冲压预成型之后均需要进行热处理，叶片加工周期较长，并且由于经过多道次冲压，零件存在定位偏差，成型一致性较差，后续叶片成型型面轮廓度低的问题。
3.以解决传统灌蜡工艺加工周期长且叶片成型轮廓度较差的问题，同时该装置设计有斜楔式推头机构，能在双动充液成形设备上实现内高压成形所需密封、补料与卸料等自动化动作，代替内高压设备的侧推缸结构。并且，推头上设计的法兰式密封结构能够更加有效地对管口两端进行密封作用，较之于对加工精度要求高的锥面推头刚性密封，本结构加工简单且密封作用更好。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种用于航空发动机空心叶片的内高压成形装置，以解决现有的发动机空心叶片成型所需工序较多、操作复杂、加工周期较长、成型一致性较差、后续叶片成型型面轮廓度低的技术问题。
5.本技术采用的技术方案如下：
6.一种用于航空发动机空心叶片的内高压成形装置，包括上模板、下模板、穿过所述上模板可上下移动的冲头，还包括：
7.浮动压料装置，与所述上模板相连接，用于在上模板下压时将放置在阴模上的管坯两端压住；
8.斜楔式推头机构，所述斜楔式推头机构的一端与上模板固定连接，随上模板同步竖直运动；另一端水平直线移动地设置在所述下模板上，当上模板竖直运动时，所述斜楔式推头机构相应地对放置在阴模上的管坯口部进行扩口和密封，并向密封好的管坯内进行补液加压。
9.进一步地，所述浮动压料装置包括：
10.浮动压料型块，间隙配合地活动套设在所述冲头上且位于阴模正上方，所述浮动压料型块的上端通过第一弹簧与上模板相连接。
11.进一步地，所述第一弹簧为氮气弹簧。
12.进一步地，所述斜楔式推头机构包括：
13.对称设置在冲头两侧的两个斜楔块，两个斜楔块的上端面与所述上模板相连接，随所述上模板同步的竖直上下运动，下端设置有斜面；
14.两个对称设置的推头连接块，分别水平直线移动地设置在所述下模板上，所述推头连接块的远离阴模的一端设置有与对应斜楔块的斜面相配合的斜面，朝向阴模的一端设置有推头，所述推头上套设有可拆卸的弹性密封件，且其中任一推头的中心设置有连接充液设备的充液通孔；
15.两复位装置，分别设置在阴模与两个斜楔块之间，用于两推头连接块的复位。
16.进一步地，所述下模板上设置有为推头连接块进行滑动提供空间、同时限位并防止推头连接块产生向上运动趋势的滑轨，所述滑轨与推头连接块的接触面之间可拆卸地设置有用于降低推头连接块与滑轨之间摩擦力的第二导板。
17.进一步地，所述弹性密封件整体呈法兰形，包括与推头的外周壁相配合的中心通孔、位于外周壁的圆锥密封面、径向外延地设置在所述圆锥密封面大端的凸缘。
18.进一步地，所述弹性密封件的材料为聚氨酯或橡胶。
19.进一步地，所述复位装置包括第二弹簧，所述第二弹簧的一端与阴模相抵接，另一端与推头连接块相抵接。
20.进一步地，所述第二弹簧为氮气弹簧。
21.进一步地，所述上模板和下模板之间设置有引导上模板上下移动的导柱导套。
22.进一步地，所述下模板上还所设置有限位块，所述限位块朝向斜楔块的一面可拆卸地设置有与所述斜楔块滑动配合的第一导板。
23.相比现有技术，本技术具有以下有益效果：
24.采用内高压成形航空发动机空心叶片，一次成形叶片，工序简单，加工效率高，型面精度高，批量加工零件一致性好。
25.采用斜楔机构、弹簧使推头进行轴向运动，只需普通充液成形设备即可实现带有侧推缸的内高压设备所能进行的轴向密封与补料操作，使充液成型设备能进行需要轴向密封操作的管类零件加工，拓宽了设备的使用范围，模具结构小巧，无侧推缸结构，操作方便。
26.推头前部有法兰式弹性密封件，在斜楔机构向里轴向运动时，促使法兰式弹性密封件与浮动压边、阴模发生挤压，形成密闭空间，密封性能更加有效，密封使用周期长，同时无需加工高精度刚性密封推头与浮动压边、阴模相配合，加工简单、成本更低。
27.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
28.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
29.图1是本技术优选实施例的用于航空发动机空心叶片的内高压成形装置整体结构示意图；
30.图2是图1中a处放大示意图。
31.图3是申请优选实施例的滑轨与推头连接块的装配示意图。
32.图4是本技术优选实施例的法兰形弹性密封件结构示意图。
33.图5是空心叶片主视示意图。
34.图6是空心叶片左视示意图。
35.图中所示：
36.1、冲头；2、上模板；3、第一弹簧；4、导柱导套；5、斜楔块；6、第一导板；7、限位块；8、下模板；9、阴模；10、弹性密封件；11、第二弹簧；12、推头；13、推头连接块；14、浮动压料型块；15、管坯；16、圆锥密封面；17、凸缘；18、中心通孔；19、滑轨；20、第二导板。
具体实施方式
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
38.参照图1和图2，本技术的优选实施例提供了一种用于航空发动机空心叶片的内高压成形装置，包括上模板2、下模板8、穿过所述上模板2可上下移动的冲头1、浮动压料装置、斜楔式推头机构，所述浮动压料装置与所述上模板2相连接，用于在上模板2下压时将放置在阴模9上的管坯两端压住；所述斜楔式推头机构的一端与上模板2固定连接，随上模板2同步竖直运动；另一端水平直线移动地设置在所述下模板8上，当上模板2竖直运动时，所述斜楔式推头机构相应地对放置在阴模9上的管坯15口部进行扩口和密封，并向密封好的管坯内进行补液加压。
39.具体地，所述浮动压料装置包括：
40.浮动压料型块14，间隙配合地活动套设在所述冲头1上且位于阴模9正上方，所述浮动压料型块14的上端通过第一弹簧3与上模板2相连接，所述第一弹簧3为氮气弹簧。
41.本实施例中，浮动压料型块14在第一弹簧3的作用下产生压料力，同时先于冲头1接触管坯15，固定住管坯15，为推头12进行轴向密封提供竖直方向的支撑力。
42.具体地，所述斜楔式推头机构包括：
43.对称设置在冲头1两侧的两个斜楔块5，两个斜楔块5的上端面与所述上模板2相连接，随所述上模板2同步的竖直上下运动，下端设置有斜面；
44.两个对称设置的推头连接块13，分别水平直线移动地设置在所述下模板8上，所述推头连接块13的远离阴模9的一端设置有与对应斜楔块5的斜面相配合的斜面，朝向阴模9的一端设置有推头12，所述推头12上套设有可拆卸的弹性密封件，且其中任一推头12的中心设置有连接充液设备的充液通孔；
45.两复位装置，分别设置在阴模9与两个斜楔块5之间，用于两推头连接块13的复位。
46.具体地，如图3所示，所述下模板8上设置有为推头连接块13进行滑动提供空间、同时限位并防止推头连接块13产生向上运动趋势的滑轨19，滑轨19截面呈倒置的l形，可有效防止推头连接块13在水平移动过程中产生向上运动，保证推头12、弹性密封件对管坯15口部进行扩口和密封，并向密封好的管坯内进行补液加压，所述滑轨19与推头连接块13的接触面之间可拆卸地设置有用于降低推头连接块13与滑轨19之间摩擦力的第二导板20，所述第二导板20主要作用是使推头连接块13进行轴向运动时降低其摩擦，能流畅运动，同时便于更换。
47.具体地，如图4所示，所述弹性密封件10整体呈法兰形，包括与推头12的外周壁相配合的中心通孔18、位于外周壁的圆锥密封面16、径向外延地设置在所述圆锥密封面16大端的凸缘17，所述弹性密封件10的材料为聚氨酯或橡胶。
48.具体地，所述复位装置包括第二弹簧11，所述第二弹簧11的一端与阴模9相抵接，
另一端与推头连接块13相抵接，所述第二弹簧11为氮气弹簧。
49.本实施例中，当外滑块下行，上模板2带动斜楔块5下行，此时，推头12在斜楔块5的运动下产生横向位移，进而挤压推头12前部的法兰形弹性密封件10，由于所述弹性密封件10带有圆锥密封面16，使之与浮动压料型块14与阴模9挤压形成密闭空间，进而密封管坯15的口部，同时压缩了安装于推头12下部的第二弹簧11，为后续开模卸料提供作用力。
50.具体地，所述上模板2和下模板8之间设置有引导上模板2上下移动的导柱导套4。
51.具体地，所述下模板8上还所设置有限位块7，所述限位块7朝向斜楔块5的一面可拆卸地设置有与所述斜楔块5滑动配合的第一导板6。
52.本实施例中，设置限位块7可有效防止推头12因密闭空间的内压过大造成推头连接块13和推头12后移而使密闭空间丧失密封性，起到保压的作用，同时，设置第一导板6可以有效减少限位块7与斜楔块5之间的摩擦力，减少能耗，同时，所述第一导板6可拆卸更换，方便维护。
53.本技术的内高压成形装置的工作原理为：
54.安装本装置于充液成形设备工作台中心，上模板2安装在设备外滑块上，冲头1安装在内滑块上。
55.将管坯15放置在阴模9上，通过阴模9两端尺寸与管坯15直径相配合进行定位。
56.启动设备，外滑块下行，带动浮动压料型块14在第一弹簧3力的作用下先压住管坯15两端，为后续挤压弹性密封件10提供力支撑。斜楔块5同时向下运动，其斜面在接触到推头连接块13后，使推头连接块13带动推头12向里进行轴向运动，对管坯15的口部进行扩口，同时在推进过程中使弹性密封件10与浮动压料型块14、阴模9发生挤压，弹性密封件10受力产生膨胀，形成密闭空间，实现对管坯15两端的密封作用，同样在推头12向里运动时，对安装下其底部的第二弹簧11进行压缩，为后续推头12向外运动蓄积推力。
57.外滑块下行至预定位置后，此时管坯15的管口已进行密封，充液设备开始补液加压至预定水压，保持水压，接着内滑块下行，带动冲头1向下运动，开始成形零件，直至合模完毕。
58.零件成形完毕后，内滑块带着冲头1上行，外滑块带着上模板2上行，斜楔块5向上运动，与推头连接块13分离，推头12在被压缩的第二弹簧11的作用下向外作轴向运动，所述弹性密封件10随之与管坯15的管口脱离，取出管件，达到卸料、取件的目的(见图5和图6)。
59.本技术提供的航空发动机空心叶片内高压成形装置结构，可实现一序内高压冲压成型，以解决传统灌蜡工艺加工周期长且叶片成型轮廓度较差的问题，同时该装置设计有斜楔式推头机构，能在双动充液成形设备上实现内高压成形所需密封、补料与卸料等自动化动作，代替内高压设备的侧推缸结构。并且，推头上设计的法兰式密封结构能够更加有效地对管口两端进行密封作用，较之于对加工精度要求高的锥面推头，本结构加工简单且密封作用更好。
60.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。