[發明專利]一種用于鈦合金半球型殼體校形裝置及其校形方法

有效

• 申請號: 202011021014.3
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112246915B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 陳福龍;雷海龍;黃京東;劉勝京;李曉華
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B21D3/00
• 分類號: B21D3/00;B21D43/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于鈦合金半球型殼體的校形裝置，其特征在于，包括型芯工裝（1）、外型約束工裝（2）以及用于將所述型芯工裝（1）和所述外型約束工裝（2）相互鎖緊的鎖緊組件，

所述型芯工裝（1）包括環形工裝底座（11），所述工裝底座（11）上設有可嵌入至所述鈦合金半球型殼體（10）的內部型面（101）的臺階面，所述臺階面上沿其周向布置有多個第一通孔（15）；

所述外型約束工裝（2）包括沿所述臺階面的周向首尾依次連接的多個弧形工裝件（21），各所述工裝件（21）包括與所述臺階面配合將所述內部型面（101）壓緊的工裝外形約束面（211），各所述工裝件（21）上沿其周向布置有多個第二通孔（214），各所述工裝件（21）的兩端面上均設有鎖緊通孔（218）；

所述鎖緊組件包括連接所述第一通孔（15）與所述第二通孔（214）的第一鎖緊螺栓（4），以及連接相鄰的兩個所述工裝件（21）中的其中一個工裝件上的鎖緊通孔與另一個工裝件上的鎖緊通孔的第二鎖緊螺栓（3）；

所述型芯工裝（1）還包括設于所述工裝底座（11）中心的加強筋（12），所述臺階面包括設于所述加強筋（12）外周上且嵌入至所述鈦合金半球型殼體（10）內部的豎直臺階面（14）以及設于所述工裝底座（11）上的工裝內型面（13），所述豎直臺階面（14）與所述內部型面（101）間隙設置，所述工裝內型面（13）上沿其周向均布有多個所述第一通孔（15），所述工裝內型面（13）與所述工裝件（21）的下表面之間設有所述鈦合金半球型殼體（10）上的法蘭工藝邊（102），所述法蘭工藝邊（102）上設有第三通孔（103），所述第三通孔（103）與所述第一通孔（15）以及所述第二通孔（214）通過所述第一鎖緊螺栓（4）相互鎖緊，所述工裝外形約束面（211）的兩端沿其長度方向上分別設有榫卯連接的榫頭（212）與榫槽（213），所述相鄰的兩個所述工裝件（21）中的其中一個工裝件上的所述榫頭（212）與另一個工裝件上的所述榫槽（213）榫卯連接，所述工裝件（21）的兩端面上在遠離所述工裝外型約束面（211）的方向設有凸塊（217），所述凸塊（217）上設有所述鎖緊通孔（218）。

2.根據權利要求1所述的用于鈦合金半球型殼體的校形裝置，其特征在于，所述工裝件（21）上設有與所述榫槽（213）不連通的U型環槽（215），所述U型環槽（215）內安裝有U型加強筋（216）。

3.根據權利要求2所述的用于鈦合金半球型殼體的校形裝置，其特征在于，所述U型環槽（215）與所述榫槽（213）均位于所述工裝件（21）的上表面。

4.根據權利要求1-3任一項所述的用于鈦合金半球型殼體的校形裝置，其特征在于，所述型芯工裝（1）采用不銹鋼材料成型，所述外型約束工裝（2）采用線膨脹系數小的金屬材料成型。

5.一種用于鈦合金半球型殼體的校形方法，其特征在于，采用權利要求1所述的用于鈦合金半球型殼體的校形裝置對待校形的所述鈦合金半球型殼體進行校形，所述校形方法包括：

步驟一：將待校形的鈦合金半球型殼體套在所述型芯工裝（1）上，然后將各工裝件（21）的工裝外形約束面（211）貼緊所述內部型面（101），再將外型約束工裝（2）的多個所述工裝件（21）沿所述臺階面的周向首尾依次連接并將所述第一通孔（15）與所述第二通孔（214）對齊，再將各相鄰連接的所述工裝件（21）上的鎖緊通孔（218）兩兩對齊；

步驟二：在所述第一通孔（15）、所述第三通孔（103）以及所述第二通孔（214）內插入所述第一鎖緊螺栓（4），在所述相鄰的兩個鎖緊通孔（218）內插入所述第二鎖緊螺栓（3），并調節所述第一鎖緊螺栓（4）與所述第二鎖緊螺栓（3）的旋進或旋出的距離來控制所述工裝外形約束面（211）對所述內部型面（101）的預緊力；

步驟三：將待校形的所述鈦合金半球型殼體和校形裝置共同放置于井式熱處理爐中，加熱至校形溫度后保溫一段時間；

步驟四：當所述熱處理爐中的溫度下降至預設溫度后取出所述待校形的所述鈦合金半球型殼體和校形裝置，繼續調節所述第一鎖緊螺栓（4）和所述第二鎖緊螺栓（3）來控制所述工裝外形約束面（211）對所述內部型面（101）的預緊力，重復步驟三直至得到已成型的所述鈦合金半球型殼體。