[發明專利]鈦合金雙曲度回轉筒體加工方法

有效

• 申請號: 201310524926.6
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103537876A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 黃景雨;胡鑫;張舜;徐東宏;呂寶瑜;董時鑫;李波
• 申請（專利權）人: 北京航天新風機械設備有限責任公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

技術領域

本發明屬于金屬成型加工領域，特別是涉及一種鈦合金雙曲度回轉筒體加工方法。

背景技術

鈦合金雙曲度回轉筒體是一種兩端敞開的中間鼓出的薄壁鼓形筒體1（如圖1所示），筒體1的半徑是回轉軸坐標的3次函數，r=A×｛1-（1-X/B）³｝,其中，X為回轉軸坐標，A為筒體1的大端半徑、B為常數。該鼓形筒體由于壁薄體積大，無法用車削加工成型，只能采用薄板焊接成錐筒后脹形成鼓形錐筒的方法。但是在脹形的過程中容易出現裂縫，特別是焊縫位置。另外，還需要考慮脹形部位的變形率，按照強度要求，其變形率不得超過5-10%，即脹形后最薄處的厚度應為脹形前厚度的90-95%。該筒體最大變形是將直徑440mm脹大到直徑460mm。從理論計算看，最大變形率接近5%，但是在實際施工過程中，由于脹瓣式脹形工具的著力點的數量有限，筒體受力不均勻，局部受力大的地方，變形率超過10%，甚至會開裂（局部拉伸應力超過流動極限）。因此，如何控制變形量，選擇合理的成型溫度、加壓時間和壓力等工藝參數的綜合協調是成品合格的關鍵。

為了解決上述問題，本發明人經過不斷研究、設計,并經反復試作及改進后，終于創設出確具實用價值的本發明。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種鈦合金雙曲度回轉筒體加工方法，所要解決的技術問題是使其在脹形過程中變形率均勻。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種鈦合金雙曲度回轉筒體加工方法，其中包括以下步驟：

(1)下料，按圓錐筒展開成扇形；

(2)滾圓并焊接成錐筒；

(3)冷脹形，在常溫條件下，用脹瓣式冷脹胎進行冷脹形，控制變形量小于2.5%,即最大變形處的直徑由440mm脹大到450mm；

(4)再結晶退火，550℃，保溫半小時，隨爐冷卻；

(5)熱脹形，在720℃條件下，用脹瓣式熱脹胎進行熱脹形，控制變形量小于2.5%,即最大變形處的直徑由450mm脹大到460mm；

(6)內應力松弛矯形，連同脹胎在去應力溫度時間條件下，消除殘余應力。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

前述的鈦合金雙曲度回轉筒體加工方法，其中所述脹瓣式冷脹胎和脹瓣式熱脹胎是同一個脹胎，所述脹胎包括脹瓣和脹芯，所述脹瓣是用外形與所述鈦合金雙曲度回轉筒體的內腔等同的厚壁筒沿軸向分割成多個而構成，所述厚壁筒的中心為錐孔，所述脹芯的外徑為與所述后壁筒的中心錐孔一致的錐軸，通過控制錐軸的下壓量來控制變形量。

前述的鈦合金雙曲度回轉筒體加工方法，其中所述脹瓣式冷脹胎和脹瓣式熱脹胎均包括脹瓣和脹芯，所述脹瓣式冷脹胎的脹瓣是用兩端直徑與所述鈦合金雙曲度回轉筒體的兩端內徑相等的厚壁筒沿軸向分割成多個而構成，所述厚壁筒的半徑是中心軸坐標的3次函數，r=A×｛1-（1-X/C）³｝，其中C的數值應使步驟（2）錐筒的直徑為440mm位置增大到450mm，所述厚壁筒的中心為錐孔，所述脹芯的外徑為與所述后壁筒的中心錐孔一致的錐軸；所述脹瓣式熱脹胎的脹瓣是用外形與所述鈦合金雙曲度回轉筒體的內腔等同的厚壁筒沿軸向分割成多個而構成，所述厚壁筒的中心為錐孔，所述脹芯的外徑為與所述后壁筒的中心錐孔一致的錐軸，通過控制錐軸的下壓量來控制變形量。

前述的鈦合金雙曲度回轉筒體加工方法，其中在進行步驟（5）熱脹形時，脹瓣式熱脹胎中脹瓣的位置，相對于冷脹形時，脹瓣式冷脹胎中脹瓣的位置應旋轉一角度，避免兩次脹形時脹瓣間的縫隙重合。

本發明鈦合金雙曲度回轉筒體加工方法通過多次脹形可保證最大變形率接近小于6%，確保鈦合金雙曲度回轉筒體的強度，在脹形后連同脹胎在去應力溫度時間條件下，消除殘余應力，保證鈦合金雙曲度回轉筒體的尺寸精度及產品的一致性。最佳成型溫度的確定，不僅使材料具有足夠的塑性，而且可以使成型后的材料回彈最小，并使材料保持原始材料的機械性能。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖,詳細說明如下。

附圖說明

圖1是本發明鈦合金雙曲度回轉筒體的結構示意圖。

圖2是本發明鈦合金雙曲度回轉筒體加工方法流程示意圖。

圖3是本發明鈦合金雙曲度回轉筒體加工方法中脹形過程示意圖。

具體實施方式