[發明專利]大曲率鈦合金蒙皮零件的等溫成形模具及其成形方法

在審

• 申請號: 201510839030.6
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105344819A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 朱麗;張恩輝;遲彩樓;張曉巍;王玨;吳偉平
• 申請（專利權）人: 沈陽飛機工業（集團）有限公司
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/16;B21D37/18;B21D22/22
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 孫玲

1.一種大曲率鈦合金蒙皮零件的等溫成形模具，用于蒙皮零件的等溫熱成型，其特征在于：在凸模（7）和凹模（8）之間設有壓邊圈（9），壓邊圈（9）的下表面與凸模（7）型面配合，上表面與凹模（8）下表面型面配合；壓邊圈（9）的底面通過頂桿（4）與凸模（7）上表面連接，且壓邊圈（9）側面設有限位槽，與凸模（7）上的導向結構（15）的外緣滑動連接；壓邊圈（9）的上表面與凹模（8）的下表面貼合，在凹模（8）的側端設有導向板（10），導向板（10）與導向結構（15）的內緣槽滑動連接；在壓邊圈（9）的上表面設有圓柱銷（11），圓柱銷（11）位于凹模（8）上的限位孔內。

2.如權利要求1所述的大曲率鈦合金蒙皮零件的等溫成形模具，其特征在于：所述的凸模（7）、凹模（8）和壓邊圈（9）的側端分別設有吊裝棒（12）；在凸模（7）的前后端設有平行的壓板槽（13）；在壓邊圈（9）的邊緣設有加工基準孔（19）；在凹模（8）的頂面設有減重槽（16），若干個減重槽（16）之間形成加強筋（17）；在凹模（8）的前后端分別設置熱電偶測溫孔（18）。

3.一種大曲率鈦合金蒙皮零件的成形工藝，其特征在于包括以下步驟：

在數模程序中，通過工藝補充面的程序將兩個零件合成一個“盆”形零件，然后根據熱成形模具型面設計一張初始加工的板料數模；

按照板料數模下料為實際待加工板料，打磨邊緣，表面粗糙度為Ra6.3，且在待加工板料的兩端設置卡槽；

等溫熱成形工藝，采用大曲率鈦合金蒙皮零件的等溫成形模具，且模具內形為接近盆形零件的近似橢圓形狀；

3.1）清理待加工板料，并在板料表面涂覆潤滑劑石墨；

3.2）啟動預熱升溫程序，升溫速率為60～70℃/h，當等溫成形模具溫度穩定在650℃，把板料兩端的卡槽與等溫成形模具的壓邊圈（9）連接，并預熱4～5min到成形溫度，壓邊圈（9）通過頂桿（14）舉升與凹模（8）合模并加壓100KN，形成盆形零件的法蘭部位；

3.3）壓邊圈（9）與凹模（8）共同下降，與凸模（7）合模加壓400KN，保壓時間為8～10min，近似盆形的橢圓形狀成形后，啟模取件，放在石棉墊上自然冷卻；

4）超塑成形工藝，采用與技術要求形狀一致的超塑成形模具；

4.1）清理板料表面至干凈無油污，將板料兩面與模具工具面涂止焊劑；

4.2）加熱超塑成形模具至300℃，壓力機對上下模加壓，開始抽真空達到真空度2×10^-3Pa～5×10^-3Pa和通過外部氣壓加載控制系統充入高純氬氣保護板料；

4.3）繼續加熱至成形溫度920℃，充氬氣，加載壓力1.8MPa，時間2小時，進行超塑成形；

4.4）氣壓加載結束后，即完成超塑成形過程，把氣壓逐漸降低到0，停止加熱，待模具溫度降低到200℃以下，開爐取件；

5）將冷卻后的超塑成形盒形零件采用數控加工方法切割板料邊緣，形成技術要求的兩個分體盆形零件。