[發(fā)明專利]一種鈦合金筒形旋壓件的校形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510823205.4
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105290163B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐文臣;楊川;趙小凱;單德彬;郭斌;陳宇
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B21D3/16
• 分類號: B21D3/16;B21D37/10;B21D39/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 王大為

1.一種鈦合金筒形旋壓件的校形方法，其特征在于：所述方法是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

步驟一：選擇校形最大直徑的芯模；

鈦合金筒形旋壓件的熱膨脹系數(shù)要低于鋼芯模的熱膨脹系數(shù)，在受熱時芯模膨脹的程度大于鈦合金筒形旋壓件的膨脹程度，芯模受熱膨脹后的內(nèi)徑尺寸應(yīng)大于等于鈦合金筒形旋壓件受熱膨脹后的內(nèi)徑尺寸，才具有對鈦合金筒形旋壓件脹形的效果，所以應(yīng)滿足：

D_模+△D_模≥D_坯+△D_坯其中△D_模為芯模受熱后直徑增加量，△D_坯為鈦合金筒形旋壓件受熱后直徑增加量，D_模為芯模外徑，D_坯為鈦合金筒形旋壓件的內(nèi)徑；

根據(jù)熱膨脹量計(jì)算公式，△D_模＝D_模α_鈦(T_高-T_室)，△D_坯＝D_坯α_鈦(T_高-T_室)，T_高為校形溫度，T_室為室溫，α_鋼為鋼的熱膨脹系數(shù)，α_鈦為鈦的熱膨脹系數(shù)，帶入上公式得D_模+D_模α_鋼(T_高-T_室)≥D_坯+D_坯α_鈦(T_高-T_室)，即D_模需滿足：

公式(1)

在滿足公式(1)的鈦合金筒形旋壓件被芯模高溫脹形后，在T_高溫度下鈦合金筒形旋壓件的內(nèi)徑與芯模的外徑相同，然后鈦合金筒形旋壓件與芯模一起冷卻至室溫，而在冷卻至室溫后，芯模收縮的程度同樣大于鈦合金筒形旋壓件的收縮程度，鈦合金筒形旋壓件從芯模上脫離，而鈦合金筒形件收縮后的最終尺寸也就是校形獲得的尺寸，由于鈦合金筒形旋壓件冷卻時收縮量只與收縮前的內(nèi)徑尺寸、收縮前的溫度、收縮后的室溫溫度有關(guān)，因此對于同一個芯模校形，滿足公式(1)的鈦合金筒形旋壓件經(jīng)過該芯模校形后的內(nèi)徑尺寸均相同，因此要實(shí)現(xiàn)對鈦合金筒形旋壓件的校形，鈦合金筒形旋壓件要大于等于芯模的直徑，芯模套到芯模的外徑上，所以，芯模的外徑D_模還要滿足：D_模≤D_坯，

綜上之，坯料直徑應(yīng)滿足：

公式(2)

為了將鈦合金筒形旋壓件的內(nèi)徑D_坯校形至D₀，D₀為鈦合金筒形旋壓件標(biāo)準(zhǔn)件的內(nèi)徑，同時D₀也是校形后要達(dá)到的內(nèi)徑，需將D_坯膨脹至與芯模熱膨脹后的外徑相等，冷卻后收縮△D_坯至D₀，因此

D₀＝(D_模+△D_模)-△D_坯＝D_模+D_模α_鋼(T_高-T_室)-[D_模+D_模α_鋼(T_高-T_室)]α_鈦(T_高-T_室)，得到：公式(3)

D_模1為最大芯模外徑，將公式(3)帶入公式(2)，得到適用于該芯模的鈦合金筒形旋壓件的外徑范圍：

即，公式(4)

當(dāng)校形后坯料直徑在二者之間即，

時，內(nèi)徑位于二者之間這部分鈦合金筒形旋壓件無法用D_模進(jìn)行校形，β為鈦合金筒形旋壓件的下公差，α為鈦合金筒形旋壓件的上公差，因此還應(yīng)滿足

公式(5)

所以鈦合金筒形旋壓件校形時的溫差T_高-T_室需滿足公式(5)，能利用公式(3)計(jì)算的芯模校形尺寸略小于D₀-β的所有鈦合金筒形旋壓件，實(shí)際上T_室為室溫，因此需控制的是鈦合金筒形旋壓件加熱的最高溫度T_高；

步驟二：選擇校形次級芯模直徑；

對于直徑小于的鈦合金筒形旋壓件，需進(jìn)行選擇次級芯模進(jìn)行校形至

范圍內(nèi)，之后再進(jìn)行二次校形以獲得所需尺寸，

此時令

則根據(jù)步驟1中的方法同樣計(jì)算得到，鈦合金筒形旋壓件次級內(nèi)徑范圍為：

的鈦合金筒形旋壓件利用外徑

的次級芯模對其進(jìn)行校形，并得到內(nèi)徑為D₁的鈦合金筒形旋壓件；D_模2為次級芯模外徑，

步驟三：根據(jù)鈦合金筒形旋壓件的外徑尺寸，選取相對應(yīng)的芯模逐級從小到大進(jìn)行校形，鈦合金筒形旋壓件與芯模組裝后加熱至T_高溫度，并冷卻至T_室室溫，對于內(nèi)徑偏差較大的鈦合金筒形旋壓件需利用不同外徑的芯模多次進(jìn)行校形進(jìn)而確定鈦合金筒形旋壓件符合制造要求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鈦合金筒形旋壓件的校形方法，其特征在于：所述方法還包括步驟四：利用步驟一至步驟三所述的方法選擇下一級以及更小的芯模外徑與鈦合金筒形旋壓件的內(nèi)徑范圍。