專(zhuān)利名稱：近等溫鍛造整體盤(pán)軸鍛件的大型鍛模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍛造模具，特別是近等溫鍛造整體盤(pán)軸鍛件的大型鍛模。
背景技術(shù)：
航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)盤(pán)及與其組裝的前軸頸等大型鍛件由于工作環(huán)境惡劣，受力 復(fù)雜，要求鍛件要具有優(yōu)異的綜合性能。當(dāng)前國(guó)內(nèi)研制生產(chǎn)的某些航空發(fā)動(dòng)機(jī)，其壓氣機(jī) 盤(pán)與前軸頸是采用分體鍛造后再組裝在一起的，如某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的三級(jí)壓氣機(jī)盤(pán)采用TC17 鈦合金鍛件，前軸頸采用TC4鈦合金鍛件，再把壓氣機(jī)盤(pán)與前軸頸用螺栓組裝在一起。采用 這種分體式的盤(pán)軸組裝件，不僅增加了加工周期和成本，降低了生產(chǎn)率，不易維護(hù)保養(yǎng)，而 且因采用螺栓聯(lián)接增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，不利于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)減重和提高推重比、不利 于提高發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的可靠性和壽命。對(duì)于所述盤(pán)軸組裝件，在采用近等溫鍛整體成形時(shí)，鍛 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造成了能否獲得優(yōu)異性能的整體盤(pán)軸件的關(guān)鍵。 2008年7月23日公開(kāi)的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)CN101224484A公開(kāi)了一種近等溫鍛 造盤(pán)形鍛件的大型鍛模，該鍛模由上鍛模和下鍛模組成，所述上鍛模和下鍛模合模后具有 鍛件型腔，所述上鍛模和下鍛模分別是由多個(gè)模塊組裝的模具，該鍛模僅僅解決了上述盤(pán) 形件部分的成形問(wèn)題，并未解決軸頸部分的成形問(wèn)題。而對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體盤(pán)軸類(lèi)鍛件 來(lái)說(shuō)，鍛件由盤(pán)形體和軸頸體通過(guò)過(guò)渡區(qū)連接而成，軸頸體屬于細(xì)長(zhǎng)部位，盤(pán)形體與軸頸體 的橫截面尺寸差別較大，其成形的難點(diǎn)在于細(xì)長(zhǎng)的軸頸體部分；再加上鍛件材料TC17等鈦 合金的組織對(duì)熱加工工藝較為敏感，如何實(shí)現(xiàn)快速成形將對(duì)鍛件最終成形和組織、性能產(chǎn) 生影響；在近等溫鍛成形過(guò)程中，如何有效解決坯料的定位及填充型腔的速度等問(wèn)題，將是 整體盤(pán)軸鍛件軸頸體成形的關(guān)鍵和使鍛件獲得優(yōu)異組織、性能的保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在鍛造時(shí)能夠同軸線定位鍛件預(yù)鍛坯料的
近等溫鍛造整體盤(pán)軸鍛件的大型鍛模，該鍛模能夠?qū)崿F(xiàn)鍛件的快速成形。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明所述近等溫鍛造整體盤(pán)軸鍛件的大型鍛模，由上鍛模和下鍛模組成，所述
上、下鍛模分別由多個(gè)模塊組裝而成，所述上、下鍛模同軸線合模后具有鍛件型腔。所述上 鍛模具有與所述鍛件預(yù)鍛坯料的上定位孔配合的上定位塊，所述下鍛模具有與所述鍛件預(yù)
鍛坯料的下定位孔配合的下定位塊，使用時(shí)，所述上、下鍛模同軸線定位所述預(yù)鍛坯料。 作為所述上鍛模的一種優(yōu)先結(jié)構(gòu)，該上鍛模由上模座和上模芯塊組成。所述上模
座為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)并在該模座內(nèi)環(huán)面的頂部與其上端面相交的位置處有一比內(nèi)環(huán)面大的環(huán)
圈，在其底部有一外環(huán)面帶斜度的凸起環(huán)；所述上模芯塊為柱體形結(jié)構(gòu)，在其外周面的上部
與其上端面相交處有一凸起環(huán)，在其底端面中間有一帶斜度的圓形凸臺(tái)上定位塊；所述上
模芯塊正好可以裝進(jìn)上模座的內(nèi)環(huán)面里并且上模芯塊外周面上部的凸起環(huán)正好卡在上模
座內(nèi)環(huán)面頂部的環(huán)圈內(nèi)，上模芯塊的頂面與上模座的頂面平齊。
作為所述下鍛模的一種優(yōu)先結(jié)構(gòu)，該下鍛模由外套、內(nèi)套、下模芯塊和下模座組 成。所述外套為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)環(huán)面的中上部具有斜度，在其內(nèi)環(huán)面的下部與其底面相 交的位置處有一比其內(nèi)環(huán)面大的環(huán)圈；所述內(nèi)套為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)環(huán)面由上部和下部均 帶有斜度的兩個(gè)環(huán)面組成，在其外環(huán)面的下部與其底面相交的位置處有一比其外環(huán)面大的 凸起環(huán)，裝配時(shí)內(nèi)套的外環(huán)面正好可以套進(jìn)外套的內(nèi)環(huán)面里面，并且內(nèi)套的凸起環(huán)正好可 以套進(jìn)外套的環(huán)圈里面，內(nèi)套和外套的底面平齊；所述下模座為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)環(huán)面為一 階梯孔形狀，并且所述階梯孔的上部孔型帶有斜度；所述下模芯塊是呈"凸"形的柱體形結(jié) 構(gòu)，其頭部下定位塊為突起的圓臺(tái)形狀，其中部為帶斜度的柱體形狀，其下部為桿狀，裝配 時(shí)，下模芯塊的中部裝在下模座內(nèi)環(huán)面的階梯孔的上部孔型內(nèi)并可上下移動(dòng)，所述外套用 螺栓固定在下模座上。 當(dāng)所述上鍛模和下鍛模合模時(shí)，在所述上鍛模和下鍛模之間的配合之處不設(shè)計(jì)毛 邊結(jié)構(gòu)，所述鍛件型腔被所述上、下鍛模完全封閉。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下 本發(fā)明所述近等溫鍛造整體盤(pán)軸鍛件的大型鍛模，通過(guò)在該鍛模的上鍛模上設(shè)置 與鍛件預(yù)鍛坯料的上定位孔配合的上定位塊，在其下鍛模上設(shè)置與所述鍛件預(yù)鍛坯料的下 定位孔配合的下定位塊，在使用時(shí)，所述上、下鍛模能夠同軸線定位所述預(yù)鍛坯料，從而使 該預(yù)鍛坯料能夠在鍛模內(nèi)以0. 08 lmm/s的壓下速度快速近等溫鍛成形為整體盤(pán)軸鍛件， 避免了鍛件在成形過(guò)程中由于定位不準(zhǔn)導(dǎo)致尺寸和形狀不符合設(shè)計(jì)要求，以及不能快速成 形導(dǎo)致鍛件產(chǎn)生組織變異等缺陷；在所述上鍛模和下鍛模之間的配合之處不設(shè)計(jì)毛邊結(jié) 構(gòu)，所述鍛件型腔被所述上、下鍛模完全封閉，因此，采用該鍛模鍛造的大型盤(pán)軸近等溫鍛 件其尺寸精度高、組織和性能較為優(yōu)異。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是近等溫鍛造整體盤(pán)軸鍛件的大型鍛模沿其中心線的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖2是采用圖1所示的鍛模定位鍛件預(yù)鍛坯料的狀態(tài)圖。 圖3是圖2所示的鍛件預(yù)鍛坯料在圖1所示的鍛模內(nèi)成形的整體盤(pán)軸鍛件沿其中 心線的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了近等溫鍛造整體盤(pán)軸鍛件的大型鍛模沿其中心線的縱剖面結(jié)構(gòu)，該鍛 模由上鍛模10和下鍛模20組成，所述上鍛模10和下鍛模20分別由多個(gè)模塊組合裝配而 成。 上鍛模10由上模座11和上模芯塊12組成。上模座11為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)并在該模座
內(nèi)環(huán)面的頂部與其上端面相交的位置處有一比內(nèi)環(huán)面大的環(huán)圈ir，在其底部有一外環(huán)面
帶斜度的凸起環(huán)llb ;上模芯塊12為柱體形結(jié)構(gòu)，在其外周面的上部與其上端面相交處有 一凸起環(huán)12a，在其底端面中間有一帶斜度的圓形凸臺(tái)上定位塊12b ;上模芯塊12正好可以 裝進(jìn)上模座11的內(nèi)環(huán)面里并且上模芯塊12外周面上部的凸起環(huán)12a正好卡在上模座11內(nèi) 環(huán)面頂部的環(huán)圈ir內(nèi)，上模芯塊12的頂面與上模座11的頂面平齊。使用時(shí)，所述上鍛模IO裝在鍛壓機(jī)的上砧下面。 下鍛模20由外套21、內(nèi)套22、下模芯塊23和下模座24組成。外套21為圓環(huán)形 結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)環(huán)面的中上部具有斜度，在其內(nèi)環(huán)面的下部與其底面相交的位置處有一比其 內(nèi)環(huán)面大的環(huán)圈21a ;內(nèi)套22為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)環(huán)面由上部和下部均帶有斜度的兩個(gè)環(huán) 面組成，在其外環(huán)面的下部與其底面相交的位置處有一比其外環(huán)面大的凸起環(huán)223，裝配時(shí) 內(nèi)套22的外環(huán)面正好可以套進(jìn)外套21的內(nèi)環(huán)面里面，并且內(nèi)套22的凸起環(huán)22a正好可以 套進(jìn)外套21的環(huán)圈21a里面，內(nèi)套21和外套22的底面平齊；下模座24為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其 內(nèi)環(huán)面為一階梯孔形狀，并且所述階梯孔的上部孔型帶有斜度；下模芯塊23是呈"凸"形的 柱體形結(jié)構(gòu)，其頭部下定位塊23a為突起的圓臺(tái)形狀，其中部23b為帶斜度的柱體形狀，其下 部23e為桿狀，裝配時(shí)，下模芯塊23的中部23b裝在下模座內(nèi)環(huán)面的階梯孔的上部孔型內(nèi)并 可上下移動(dòng)。裝配時(shí)，外套21用螺栓固定在下模座24上，下模座24裝在鍛壓機(jī)的下砧上 面。 上鍛模10和下鍛模20同軸線合模成一套模具，構(gòu)成本發(fā)明所述的整體盤(pán)軸鍛件 的大型鍛模。合模時(shí)，上鍛模10的上模座11底端的凸起環(huán)llb的外環(huán)面扣在下鍛模20的 外套21的內(nèi)環(huán)面上部并且配合面的斜度方向一致，合模后鍛模具有鍛件型腔30。在上鍛 模10和下鍛模20之間的配合之處不設(shè)計(jì)毛邊結(jié)構(gòu)，鍛件型腔30被上、下鍛模10和20完 全封閉。 圖2示出了采用上述整體盤(pán)軸鍛件的大型鍛模鍛造預(yù)鍛坯料40時(shí)的定位狀態(tài)，下 模芯塊23的下定位塊23a與預(yù)鍛坯料40的下定位孔40a配合，上模芯塊12的上定位塊12b 與預(yù)鍛坯料40的上定位孔40b配合，定位后的預(yù)鍛坯料40與上鍛模10和下鍛模20同軸 線，使得該模具能夠?qū)崿F(xiàn)快速成形。 圖3示出了采用圖2所示的預(yù)鍛坯料40在所述大型鍛模內(nèi)快速鍛造成形的大型 整體盤(pán)軸鍛件50的結(jié)構(gòu)，該鍛件由盤(pán)形體51、過(guò)渡區(qū)52和軸頸體53組成。
權(quán)利要求
一種近等溫鍛造整體盤(pán)軸鍛件的大型鍛模，由上鍛模和下鍛模組成，所述上、下鍛模分別由多個(gè)模塊組裝而成，所述上、下鍛模同軸線合模后具有鍛件型腔，其特征在于所述上鍛模具有與所述鍛件預(yù)鍛坯料的上定位孔配合的上定位塊，所述下鍛模具有與所述鍛件預(yù)鍛坯料的下定位孔配合的下定位塊，使用時(shí)，所述上、下鍛模同軸線定位所述預(yù)鍛坯料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鍛模，其特征在于所述上鍛模由上模座和上模芯塊組 成；所述上模座為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)并在該模座內(nèi)環(huán)面的頂部與其上端面相交的位置處有一比內(nèi) 環(huán)面大的環(huán)圈，在其底部有一外環(huán)面帶斜度的凸起環(huán)；所述上模芯塊為柱體形結(jié)構(gòu)，在其外 周面的上部與其上端面相交處有一凸起環(huán)，在其底端面中間有一帶斜度的圓形凸臺(tái)上定位 塊；所述上模芯塊正好可以裝進(jìn)上模座的內(nèi)環(huán)面里并且上模芯塊外周面上部的凸起環(huán)正好 卡在上模座內(nèi)環(huán)面頂部的環(huán)圈內(nèi)，上模芯塊的頂面與上模座的頂面平齊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鍛模，其特征在于所述下鍛模由外套、內(nèi)套、下模芯塊 和下模座組成；所述外套為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)環(huán)面的中上部具有斜度，在其內(nèi)環(huán)面的下部與其底面相交的位置處有一比其內(nèi)環(huán)面大的環(huán)圈；所述內(nèi)套為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)環(huán)面由上 部和下部均帶有斜度的兩個(gè)環(huán)面組成，在其外環(huán)面的下部與其底面相交的位置處有一比其 外環(huán)面大的凸起環(huán)，裝配時(shí)內(nèi)套的外環(huán)面正好可以套進(jìn)外套的內(nèi)環(huán)面里面，并且內(nèi)套的凸 起環(huán)正好可以套進(jìn)外套的環(huán)圈里面，內(nèi)套和外套的底面平齊；所述下模座為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其 內(nèi)環(huán)面為一階梯孔形狀，并且所述階梯孔的上部孔型帶有斜度；所述下模芯塊是呈"凸"形 的柱體形結(jié)構(gòu)，其頭部下定位塊為突起的圓臺(tái)形狀，其中部為帶斜度的柱體形狀，其下部為 桿狀，裝配時(shí)，下模芯塊的中部裝在下模座內(nèi)環(huán)面的階梯孔的上部孔型內(nèi)并可上下移動(dòng)，所 述外套用螺栓固定在下模座上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的大型鍛模，其特征在于在所述上鍛模和下鍛模之間 的配合之處不設(shè)計(jì)毛邊結(jié)構(gòu)，所述鍛件型腔被所述上、下鍛模完全封閉。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種近等溫鍛造整體盤(pán)軸鍛件的大型鍛模，為解決大型整體盤(pán)軸鍛件的定位和快速成形問(wèn)題，該鍛模由上鍛模和下鍛模組成，所述上、下鍛模分別由多個(gè)模塊組裝而成，所述上、下鍛模同軸線合模后具有鍛件型腔。所述上鍛模具有與所述鍛件預(yù)鍛坯料的上定位孔配合的上定位塊，所述下鍛模具有與所述鍛件預(yù)鍛坯料的下定位孔配合的下定位塊，使用時(shí)，所述上、下鍛模同軸線定位所述預(yù)鍛坯料。該鍛模主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)盤(pán)和前軸頸等整體成形的大型整體盤(pán)軸類(lèi)鍛件。
文檔編號(hào)B21J13/02GK101758157SQ200910102900
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者劉志棋, 占立水, 葉俊青, 夏欲民, 鄭永靈, 郭浩 申請(qǐng)人:貴州安大航空鍛造有限責(zé)任公司