本發(fā)明屬于鈦合金熱成形加工領(lǐng)域，涉及到一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，航空航天產(chǎn)品零件正朝著更高的高精度產(chǎn)品、更高的效率、更低的低成本、更大的批量方向發(fā)展，鈦合金因具有質(zhì)量輕、熱強(qiáng)度高、抗蝕性好等優(yōu)異與其它材料的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。

2、目前現(xiàn)有的鈦合金薄壁筒形件制造工藝方法件主要有兩種方法：一是采用厚壁板料機(jī)械加工的方式實(shí)現(xiàn)罩體型面成形，而此種工藝方法加工周期漫長(zhǎng)，生產(chǎn)效率極低，材料利用率低下而導(dǎo)致生產(chǎn)成本非常昂貴，不能滿足量化生產(chǎn)。二是采用模具熱旋壓加工薄板的方法。熱旋壓模具加工成本高，高強(qiáng)度鈦合金彈性模量小，材料在成形后存在較大回彈，成形后尺寸不一致，導(dǎo)致環(huán)形罩體件生產(chǎn)合格率低，且為滿足尺寸要求，需要重復(fù)性操作導(dǎo)致加工時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈦合金薄壁筒形件制造工藝方法，通過(guò)整體工藝，設(shè)計(jì)熱成形模具，從而解決現(xiàn)有成形方法(如厚壁板料機(jī)械加工、熱旋壓加工薄板)的成本高、生產(chǎn)效率低、合格率不高等問(wèn)題。

2、本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的方案是：一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，該方法包括如下步驟：

3、計(jì)算鈦合金薄壁筒形件展開(kāi)外形尺寸，并按展開(kāi)外形尺寸制備平板料；

4、將平板料經(jīng)過(guò)預(yù)成形，焊接為筒形預(yù)成型件；

5、將筒形預(yù)成型件裝入熱成形模具中；

6、將裝有筒形預(yù)成型件的模具裝入爐中熱成形處理；

7、脫模取件，得到鈦合金薄壁筒形件。

8、優(yōu)選地，所述熱成形模具包括模芯、底座、連桿、壓板和n個(gè)模瓣，n大于等于3；

9、連桿為柱形桿狀結(jié)構(gòu)；底板設(shè)有中心通孔用于插入連桿的一端并固定，連桿的另一端用于與壓板固定連接；模芯是外部為正錐形的中空筒狀結(jié)構(gòu)，大端固定安裝在底板上，中空部分用于穿過(guò)連桿；

10、模瓣是內(nèi)部為倒錐形的中空筒狀結(jié)構(gòu)沿軸向等分切割而成，n個(gè)模瓣相互之間無(wú)連接關(guān)系，裝配后n個(gè)模瓣拼接而成的內(nèi)錐面與模芯的外錐面貼合，使得n個(gè)模瓣共同拼接而成的外表面達(dá)到筒形件理論尺寸，與筒形預(yù)成型件相互作用而關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)筒形件的熱成形。

11、優(yōu)選地，所述裝模過(guò)程為：

12、將連桿一端豎直插入底板中心通孔上，并用止轉(zhuǎn)銷插入；

13、將模芯吊裝，從連桿正上方下降，套入連桿上，直至模芯與底盤接觸；

14、將筒形預(yù)成型件吊裝，從模芯正上方下降，直至筒形預(yù)成型件距離模芯底部一定高度；

15、將模瓣小端朝下，在圓筒和模芯的間隙插入模瓣，將模瓣之間的間隙調(diào)整均勻；

16、將壓板、底座、連桿固定連接，鎖定模芯、模瓣的相對(duì)位置，使得n個(gè)模瓣共同拼接而成的外表面達(dá)到筒形件理論尺寸。

17、優(yōu)選地，所述一定高度大于等于30mm。

18、優(yōu)選地，所述模瓣和模芯的錐形角度的范圍為1°～3°。

19、優(yōu)選地，所述模瓣和模芯的材料為不銹鋼或者中硅鉬材質(zhì)。

20、優(yōu)選地，所述平板料的外形尺寸的長(zhǎng)和寬分別相對(duì)于展開(kāi)件的長(zhǎng)寬留有余量。

21、優(yōu)選地，熱成形的保溫溫度為650℃，時(shí)間為2小時(shí)。

22、優(yōu)選地，脫模過(guò)程為：依次取下壓板、模瓣，再取下鈦合金薄壁筒形件。

23、優(yōu)選地，其中一個(gè)模瓣外表面設(shè)有筒形件焊道避讓槽。

24、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

25、(1)、本發(fā)明采用分瓣式熱成形模具加工成形，消除材料本身回彈影響，有效保障零件整體尺寸要求，且容易推進(jìn)量化生產(chǎn)。

26、(2)、本發(fā)明的熱成形模具采用分瓣形式，筒形件高度過(guò)高時(shí)裝模效率高，與常規(guī)加工方法相比本發(fā)明可顯著提高零件的合格率，降低成本，縮短加工周期，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，其特征在于包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，其特征在于，所述熱成形模具包括模芯、底座、連桿、壓板和n個(gè)模瓣，n大于等于3；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，其特征在于，所述裝模過(guò)程為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，其特征在于，所述一定高度大于等于30mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，其特征在于，所述模瓣和模芯的錐形角度的范圍為1°～3°。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，其特征在于，所述模瓣和模芯的材料為不銹鋼或者中硅鉬材質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，其特征在于，所述平板料的外形尺寸的長(zhǎng)和寬分別相對(duì)于展開(kāi)件的長(zhǎng)寬留有余量。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，其特征在于，熱成形的保溫溫度為650℃，時(shí)間為2小時(shí)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，其特征在于，脫模過(guò)程為：依次取下壓板、模瓣，再取下鈦合金薄壁筒形件。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，其特征在于，其中一個(gè)模瓣外表面設(shè)有筒形件焊道避讓槽。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種鈦合金薄壁筒形件熱成形工藝方法，該方法包括如下步驟：計(jì)算鈦合金薄壁筒形件展開(kāi)外形尺寸，并按展開(kāi)外形尺寸制備平板料；將平板料經(jīng)過(guò)預(yù)成形，焊接為筒形預(yù)成型件；將筒形預(yù)成型件裝入熱成形模具中；將裝有筒形預(yù)成型件的模具裝入爐中熱成形處理；脫模取件，得到鈦合金薄壁筒形件。

技術(shù)研發(fā)人員：張?zhí)祺?王政杰,李妍華,劉偉,劉奇,秦中環(huán)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航星機(jī)器制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6