[發(fā)明專(zhuān)利]一種大尺寸鈦合金筒體類(lèi)零件整體熱卷圓方法及其模具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410051807.8
• 申請(qǐng)日: 2014-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103801596A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李妍華;王猛團(tuán);劉萍;胡寶林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航星機(jī)器制造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B21D5/06
• 分類(lèi)號(hào): B21D5/06;B21D37/10
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 符彥慈

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種鈑金及熱加工領(lǐng)域，具體涉及一種大尺寸高強(qiáng)鈦合金板材整體熱卷圓成形方法及模具，它適用于航空航天用高強(qiáng)鈦合金等材料筒體類(lèi)零件的整體熱卷圓成形。

背景技術(shù)

當(dāng)前，航空航天產(chǎn)品零部件正向輕量化、復(fù)雜化及整體化方向發(fā)展，其中有大量產(chǎn)品為圓筒形結(jié)構(gòu)件。而高強(qiáng)鈦合金等材料由于具有密度小、強(qiáng)度高,并具有良好的耐熱、抗腐蝕性能等突出優(yōu)點(diǎn)，已成為航空航天尖端領(lǐng)域中的理想結(jié)構(gòu)材料。但由于高強(qiáng)鈦合金性能特點(diǎn)，在普通成形條件下的變形抗力大、彈性模量小、冷壓成形后回彈嚴(yán)重，冷成形加工十分困難，有許多零件由于材料，壁厚，直徑大小等多種原因，根本無(wú)法用常規(guī)卷圓等工藝方法完成；而采用熱成形時(shí)，常規(guī)的整體卷圓模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)斜楔及彈性裝置，通過(guò)模具的翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)整體圓筒形零件的成形與脫模，在高溫條件下，對(duì)模具材料要求很高，模具成本上升，成形可靠性不高，并且受熱壓設(shè)備及模具結(jié)構(gòu)的限制，筒體件不能完全成形到位，提高了后續(xù)焊接及校形工序的難度。而通過(guò)對(duì)熱成形模具結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，可以一次成形出常規(guī)工藝難以成形的大尺寸鈦合金筒體類(lèi)零件，并且減少了加工工序，縮短了制造周期，成形后的筒體件完全貼合在芯軸上，降低了后續(xù)的焊接及校形工序的難度，有利于提高焊接質(zhì)量，提高筒體件的使用強(qiáng)度。整體熱卷圓模具是鈦合金零件成形質(zhì)量的重要保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種大尺寸鈦合金筒體類(lèi)零件整體熱卷圓方法及其模具，它能克服普通熱沖壓方法成形時(shí)成形不到位及模具成本較高，工序復(fù)雜，操作穩(wěn)定性低等缺點(diǎn)，有效地保證筒體零件一次卷圓成形。成形出的零件質(zhì)量可控性和穩(wěn)定性好，通用性強(qiáng)，加工合格率高。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種大尺寸鈦合金筒體類(lèi)零件整體熱卷圓模具，它包括兩端帶吊耳的上模，上模兩側(cè)的吊耳掛有側(cè)位壓板，側(cè)位壓板下設(shè)有成形芯軸，成形芯軸下設(shè)有下模，下模上設(shè)有定位板組件及吊裝螺釘。

所述的定位板組件為兩套，吊裝螺釘為8個(gè)。

一種鈦合金板材整體熱卷圓成形方法，在所述的模具處于開(kāi)模狀態(tài)時(shí)，成形芯軸由側(cè)位壓板吊裝在兩端帶吊耳的上模下面，此時(shí)將需卷圓板材放置在下模上，由定位板組件固定其初始位置，在合模過(guò)程中，成形芯軸首先與板材接觸，通過(guò)側(cè)位壓板傳遞壓力機(jī)平臺(tái)壓力給成形芯軸，成形出下半圓，使板料成U形；移開(kāi)左右側(cè)位壓板后，上模繼續(xù)下行，板材導(dǎo)入上模型腔半圓內(nèi)，并逐漸貼服在成形芯軸上，在完全合模后，保溫保壓成形出整個(gè)圓形筒體。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，模具通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)變化，在沒(méi)有增加斜楔和彈性裝置的條件下，增加出上模吊耳及側(cè)位壓板，一次成形出常規(guī)工藝難以成形的大尺寸高強(qiáng)鈦合金筒體類(lèi)零件，降低了模具成本，并且減少了加工工序，縮短了制造周期，成形后的筒體件完全貼合在芯軸上，通過(guò)吊裝出成形芯軸將其從一側(cè)順利取出，解決了取活難題。成形后的零件由于尺寸及形狀精度較高，降低了后續(xù)的焊接及校形工序的難度，有利于提高焊接質(zhì)量，提高筒體件的使用強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1為一種大尺寸鈦合金筒體類(lèi)零件整體熱卷圓模具總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為開(kāi)模狀態(tài)模具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為下半圓成形完成模具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的A-A向剖視圖；

圖5為圖3的B-B向剖視圖；

圖6為側(cè)位壓板移開(kāi)時(shí)模具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為合模狀態(tài)模具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為開(kāi)模取活結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1上模，2側(cè)位壓板，3成形芯軸，4下模，5定位板組件，6吊裝螺釘，7金屬板材。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹：

如圖1所示，一種大尺寸鈦合金筒體類(lèi)零件整體熱卷圓模具，它包括兩端帶吊耳的上模1，上模1兩側(cè)的吊耳掛有側(cè)位壓板2，側(cè)位壓板2下設(shè)有成形芯軸3，成形芯軸3下設(shè)有下模4，下模4上設(shè)有2套定位板組件5及8個(gè)吊裝螺釘6。

在上模1設(shè)置兩端吊耳，用于吊掛側(cè)位壓板2，利用左右側(cè)位壓板2吊裝成形芯軸3下行并傳遞壓力機(jī)平臺(tái)壓力，完成了板材的預(yù)成型，而后移開(kāi)側(cè)位壓板2，上模1繼續(xù)下行，完成模具合模，最終由兩端帶吊耳的上模1、成形芯軸3、下模4共同作用，完成了整個(gè)筒體的卷圓成形。

其中，左右側(cè)位壓板2吊裝成形芯軸3下行到一定位置后，左右側(cè)位壓板2通過(guò)半圓弧與成形芯軸3的圓弧接觸并傳遞壓力機(jī)平臺(tái)壓力，相當(dāng)于共同起到了模具成形時(shí)上模的作用，與下模4合模成形出下半圓，使板料成U形。