[發明專利]用于異型變截面鈦合金筒形件的分瓣式熱脹形校形方法

有效

• 申請號: 201410133423.0
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103920752A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 周野;王永平;李志勇;王玉玲
• 申請（專利權）人: 北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: B21D1/08
• 分類號: B21D1/08
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉東升

技術領域

本發明屬于異型變截面鈦合金筒形件校形技術領域，具體涉及一種用于異型變截面鈦合金筒形件的分瓣式熱脹形校形方法。

背景技術

異形變截面鈦合金筒形件經熱成形及焊接工藝制造而成，熱成形存在回彈，焊接產生的殘余應力會導致零部件變形，由此導致產品尺寸與型面難以滿足設計精度要求。在裝配過程中，對零件尺寸精度要求高，要求裝配間隙<0.1mm、階差<0.2mm，型面與理論外形允許偏差±0.3，壁厚減薄率小于10%。零件成形過程中，焊接裝配應力大，零部件難以裝配，增大零件的制造難度和勞動強度，影響產品的疲勞壽命與性能。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是如何提高異形變截面鈦合金筒形件的成形效率，減小零件因熱成形和焊接過程產生的變形，縮短零件生產周期、降低制造成本、提高生產效率。

（二）技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于異型變截面鈦合金筒形件的分瓣式熱脹形校形方法，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：根據異型變截面鈦合金筒形件的端面曲率確定分瓣式熱脹形模胎的分瓣數量；所述模胎的分瓣位置設置于異型變截面鈦合金筒形件端面最小曲率ρ_min的弧線段上，將曲率較大的位置單獨劃分成一瓣；當異型變截面鈦合金筒形件母線的最大曲率時，分瓣數量范圍設置為3～5個；

所述分瓣式熱脹形模胎包括：若干瓣子模胎、上卡環及下卡環；所述若干瓣子模胎組合之后構成所述分瓣式熱脹形模胎的主體，所述分瓣式熱脹形模胎的外形面與異型變截面鈦合金筒形件的內形面一致，分瓣式熱脹形模胎套入異型變截面鈦合金筒形之后，其外形面與異型變截面鈦合金筒形件內形面之間存在一定間隙，用于在后續步驟對異型變截面鈦合金筒形件進行校形；所述上卡環及下卡環用于在所述若干瓣子模胎組合之后對所述分瓣式熱脹形模胎的主體上下兩端進行固定，以防止在熱脹形過程中分瓣式熱脹形模胎向內側偏移；

步驟S2：根據異型變截面鈦合金筒形件的尺寸參數，按如下間隙計算公式確定分瓣式熱脹形模胎的尺寸：

δ≥ηΔD－Δd＝[η×D×λ₁×ξ×（T-T₀）/10^-6]-[d×λ₂×（T-T₀）/10^-6]

其中：η為分瓣式模胎修正系數，

n：步驟S1中確定的分瓣數量；

ξ：分瓣式模胎真空輻射系數；

δ：分瓣式模胎整體與筒形件間隙；

D：分瓣式模胎直徑；

d：圓筒直徑；

ΔD：模胎直徑增大值；

Δd：圓筒直徑增大值；

λ₁：模具線脹系數；

λ₂：筒體線脹系數；

T₀：室溫；

T：校形溫度；

步驟S3：將經熱成形和焊接工藝制造而成的異型變截面鈦合金筒形件清洗后組裝，組裝時將筒形件豎直放置，然后裝入所述若干瓣子模胎，再分別將上卡環、下卡環裝卡形成裝配體；將裝配體于室溫條件下放入真空爐中，待真空度達1×10^-2Pa后開始升溫，升溫時間3h，升至800℃保溫2.5h；待爐溫降至200℃以下，將裝配體取出，測量筒形件型面及各部位尺寸，若不合格，重復步驟S3，直至筒形件型面及各部位尺寸滿足要求為止。

其中，所述上卡環及下卡環均通過銷體對所述分瓣式熱脹形模胎的主體進行固定。

其中，所述子模胎采用ZG1Cr18Ni12不銹鋼材料，所述上卡環和下卡環材料使用1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料。

（三）有益效果

本發明技術方案通過分瓣式模胎設計原理及間隙計算公式設計出適用于異形變截面鈦合金筒形件的熱脹形模胎，并通過有效的裝卡方式及熱處理過程將異形變截面鈦合金筒形件校形至理想型面和尺寸，消除了零件因熱成形和焊接過程產生的變形，達到裝配間隙<0.1mm、階差<0.2mm，型面與理論外形允許偏差±0.3，壁厚減薄率小于10%的技術要求。縮短了零件生產周期、降低了制造成本、提高了生產效率。

附圖說明

圖1為本發明技術方案流程圖。

圖2為本發明實施例提供的模胎的結構示意圖。

具體實施方式