CN108372215B - 一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法 - Google Patents
一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108372215B CN108372215B CN201611183009.6A CN201611183009A CN108372215B CN 108372215 B CN108372215 B CN 108372215B CN 201611183009 A CN201611183009 A CN 201611183009A CN 108372215 B CN108372215 B CN 108372215B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- annular blank
- blank
- expansion valve
- bulging
- titanium alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D1/00—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
- B21D1/06—Removing local distortions
- B21D1/08—Removing local distortions of hollow bodies made from sheet metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/16—Heating or cooling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
本发明提供了一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法，其技术要点在于：钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法包括五个步骤，该成形方法中的模具包括胀芯，胀芯上连接有限位块，胀芯的外部连接有胀瓣，模具的底部设置有底板，底板上设有销杆孔，销杆孔内有销杆穿过，销杆的一端连接胀瓣；本发明能够简化工艺流程，减少一次热循环和表面处理，降低材料过氧化失效和增氢风险，提高产品可靠性和生产效率、降低设备资源和热压模成本投入，零件焊缝数量直接由环形毛坯的板幅尺寸决定，不受成形工艺的限制，能最大程度上降低焊缝的条数，显著提高了零件力学性能，锥状环形毛坯的母线为直线段，拼焊为直缝焊接，降低了焊接工艺风险和辅助拼焊工装成本投入。
Description
技术领域
本发明涉及钣金热成形技术领域，特别是涉及一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法。
背景技术
诸如外径600-1000mm、壁厚1.0-3.0mm的钛合金锥筒件多用于航空发动机燃烧室外壁，通常设计成母线形状为直线、曲线等多线段组合的锥状环形构件，由于装配需求制造精度要求较高。目前，现有技术对于此类大尺寸钛合金锥筒件尚无整体制造工艺，较成熟的制造工艺为将锥筒件均分为若干瓣，先分瓣热压成形后拼焊为一整体环形坯，最终通过固定式分瓣胀形模胎的热膨胀效应将零件热校形到实际需求的尺寸。
对于较大尺寸钛合金锥筒件，为保证分瓣热压成形质量，往往需要将其分成3瓣以上，分瓣数越多，焊缝数量则越多，零件力学性能就越差。分瓣成形后的毛坯，在拼焊对接时焊接边错位不应超过0.1δ，δ为原始母材厚度，否则直接影响焊缝质量，由此拼焊对于分瓣热压后的毛坯型面符合率要求较高，故现有技术不能很好的解决较大尺寸钛合金锥筒件制造工艺风险大、制造成本高、零件力学性能差等问题。
发明内容
本发明的目的就是解决以上技术中存在的问题，并为此提供一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法。
一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法，
第一步，根据材料成形极限原理设计环形毛坯的尺寸，根据钛合金原始板材幅度确定环形毛坯分割瓣数，环形毛坯上设置的限位孔在下料工序制出，分瓣毛坯经滚弯工艺和拼焊工艺制成环形毛坯；
第二步，环形毛坯的内表面和外表面分别均匀涂刷防氧化涂料，胀芯的外表面和胀瓣的底部与胀瓣的内外型面分别均匀涂刷液体石墨后自然晾干；
第三步，将环形毛坯套入胀瓣的外表面，环形毛坯上设置的限位孔与底板上的销板孔的位置相匹配并用销杆销定，将胀芯装入胀瓣内撑起胀瓣；
第四步，将装好环形毛坯的模具装入热压设备中，在底板上***热电偶，关闭炉门，设定目标加热温度，开启热压设备的加热***；
第五步，当热压设备显示的模具温度达到目标加热温度范围时，开启热压设备对模具加压，在操作台上观察模具的闭合高度，持续加压至20t-40t且模具的高度不再变化时，保温保压10min-40min之后停止加压并卸载，关闭热压设备的加热***，随炉冷却。
进一步地，目标加热温度为600℃~800℃。
进一步地，上述第一步中还包括钛合金锥筒件毛坯的设计，钛合金锥筒件毛坯的设计为将钛合金锥筒件的毛坯设计为母线为直线段的锥状环形毛坯，根据材料成形极限原理调整环形毛坯的上端口和下端口外径尺寸，使得环形毛坯胀形至锥筒件时的最大变形率小于材料允许的最大伸长率，通过几何公式计算将锥状环形毛坯展开成扇形坯料，根据钛合金原始板材幅度确定扇形坯料分割片数，即分瓣毛坯。
进一步地，锥状环形毛坯的尺寸需遵循的设计原则为
其中，K 为材料允许的最大伸长率，dx为环形毛坯任一截面外径尺寸，dy为锥筒零件与环形毛坯同一截面外径尺寸。
进一步地，模具包括胀芯，胀芯上连接有限位块，胀芯的外部连接有胀瓣，模具的底部设置有底板，底板上设置有销杆孔，销杆孔内有销杆穿过，销杆的一端连接胀瓣。
进一步地，胀芯和胀瓣及底板均为回转体结构，胀瓣为均匀多瓣同轴，外力作用时胀芯竖直向下运动的同时胀瓣水平径向滑动。
本发明的优点：
1、简化工艺流程，减少一次热循环和表面处理，降低材料过氧化失效和增氢风险，提高产品可靠性和生产效率、降低设备资源和热压模成本投入；
2、零件焊缝数量直接由环形毛坯的板幅尺寸决定，不受成形工艺的限制，能最大程度上降低焊缝的条数，显著提高了零件力学性能；
3、锥状环形毛坯的母线为直线段，拼焊为直缝焊接，降低了焊接工艺风险和辅助拼焊工装成本投入；
4、利用滑动式分瓣热胀形模具实现零件一次热胀形到位，零件成形精度较高。
附图说明
图1为模具的结构示意简图；
图2为环形毛坯胀形至锥筒件的示意图。
附图中的标记为：
1、胀芯
2、限位块
3、胀瓣
4、销杆
5、底板。
具体实施方式
为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图以及实施例对本发明的技术方案作以详细说明。
实施例1
如图1-2所示，一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法， 第一步，根据材料成形极限原理设计环形毛坯的尺寸，根据钛合金原始板材幅度确定环形毛坯分割瓣数，环形毛坯上设置的限位孔在下料工序制出，分瓣毛坯经滚弯工艺和拼焊工艺制成环形毛坯，滚弯工艺和拼焊工艺采用现有技术即可；第二步，环形毛坯的内表面和外表面分别均匀涂刷防氧化涂料，胀芯1的外表面和胀瓣3的底部与胀瓣3的内外型面分别均匀涂刷液体石墨后自然晾干；第三步，将环形毛坯套入胀瓣3的外表面，环形毛坯上设置的限位孔与底板5上的销板孔的位置相匹配并用销杆4销定，将胀芯1装入胀瓣3内撑起胀瓣3；第四步，将装好环形毛坯的模具装入热压设备中，在底板5上***热电偶，关闭炉门，设定目标加热温度，开启热压设备的加热***；第五步，当热压设备显示的模具温度达到目标加热温度范围时，目标加热温度为600℃~800℃，开启热压设备对模具加压，在操作台上观察模具的闭合高度，持续加压至20t-40t且模具的高度不再变化时，保温保压10min-40min之后停止加压并卸载，关闭热压设备的加热***，随炉冷却。
进一步地，模具包括胀芯1，胀芯1上连接有限位块2，胀芯1的外部连接有胀瓣3，模具的底部设置有底板5，底板5上设置有销杆孔，销杆孔内有销杆4穿过，销杆4的一端连接胀瓣3。
实施例2
如图1-2所示，一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法， 第一步，根据材料成形极限原理设计环形毛坯的尺寸，根据钛合金原始板材幅度确定环形毛坯分割瓣数，环形毛坯上设置的限位孔在下料工序制出，分瓣毛坯经滚弯工艺和拼焊工艺制成环形毛坯，滚弯工艺和拼焊工艺采用现有技术即可，还包括钛合金锥筒件毛坯的设计，钛合金锥筒件毛坯的设计为将钛合金锥筒件的毛坯设计为母线为直线段的锥状环形毛坯，根据材料成形极限原理调整环形毛坯的上端口和下端口外径尺寸，使得环形毛坯胀形至锥筒件时的最大变形率小于材料允许的最大伸长率，通过几何公式计算将锥状环形毛坯展开成扇形坯料，根据钛合金原始板材幅度确定扇形坯料分割片数，即分瓣毛坯。所述锥状环形毛坯的尺寸需遵循的设计原则为
其中，K 为材料允许的最大伸长率，dx为环形毛坯任一截面外径尺寸，dy为锥筒零件与环形毛坯同一截面外径尺寸；第二步，环形毛坯的内表面和外表面分别均匀涂刷防氧化涂料，胀芯1的外表面和胀瓣3的底部与胀瓣3的内外型面分别均匀涂刷液体石墨后自然晾干；第三步，将环形毛坯套入胀瓣3的外表面，环形毛坯上设置的限位孔与底板5上的销板孔的位置相匹配并用销杆4销定，将胀芯1装入胀瓣3内撑起胀瓣3；第四步，将装好环形毛坯的模具装入热压设备中，在底板5上***热电偶，关闭炉门，设定目标加热温度，开启热压设备的加热***；第五步，当热压设备显示的模具温度达到目标加热温度范围时，目标加热温度为600℃~800℃，开启热压设备对模具加压，在操作台上观察模具的闭合高度，持续加压至20t-40t且模具的高度不再变化时，保温保压10min-40min之后停止加压并卸载，关闭热压设备的加热***，随炉冷却。
进一步地，模具包括胀芯1，胀芯1上连接有限位块2，胀芯1的外部连接有胀瓣3，模具的底部设置有底板5，底板5为环形底板，底板5上设置有销杆孔，销杆孔内有销杆4穿过，销杆4的一端连接胀瓣3，胀芯1和胀瓣3及底板5均为回转体结构，胀瓣3为均匀多瓣同轴，外力作用时胀芯1竖直向下运动的同时胀瓣3水平径向滑动
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法，其特征在于：所用模具包括胀芯，胀芯上连接有限位块，胀芯的外部连接有胀瓣，模具的底部设置有底板，底板上设置有销杆孔，销杆孔内有销杆穿过，销杆的一端连接胀瓣，所述方法包括以下步骤：
第一步，钛合金锥筒件毛坯的设计为将钛合金锥筒件的毛坯设计为母线为直线段的锥状环形毛坯，根据材料成形极限原理调整环形毛坯的上端口和下端口外径尺寸，使得环形毛坯胀形至锥筒件时的最大变形率小于材料允许的最大伸长率，通过几何公式计算将锥状环形毛坯展开成扇形坯料，根据钛合金原始板材幅度确定环形毛坯分割瓣数，环形毛坯上设置的限位孔在下料工序制出，分瓣毛坯经滚弯工艺和拼焊工艺制成环形毛坯；
锥状环形毛坯的尺寸需遵循的设计原则为
其中，K为材料允许的最大伸长率，dx为环形毛坯任一截面外径尺寸，dy为锥筒零件与环形毛坯同一截面外径尺寸；
第二步，环形毛坯的内表面和外表面分别均匀涂刷防氧化涂料，胀芯的外表面和胀瓣的底部与胀瓣的内外型面分别均匀涂刷液体石墨后自然晾干；
第三步，将环形毛坯套入胀瓣的外表面，环形毛坯上设置的限位孔与底板上的销板孔的位置相匹配并用销杆销定，将胀芯装入胀瓣内撑起胀瓣；
第四步，将装好环形毛坯的模具装入热压设备中，在底板上***热电偶，关闭炉门，设定目标加热温度，开启热压设备的加热***；
第五步，当热压设备显示的模具温度达到目标加热温度范围时，开启热压设备对模具加压，在操作台上观察模具的闭合高度，持续加压至20t-40t且模具的高度不再变化时，保温保压10min-40min之后停止加压并卸载，关闭热压设备的加热***，随炉冷却。
2.如权利要求1所述的一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法，其特征在于：目标加热温度为600℃～800℃。
3.如权利要求1所述的一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法，其特征在于：所述胀芯和胀瓣及底板均为回转体结构，胀瓣为均匀多瓣同轴，外力作用时胀芯竖直向下运动的同时胀瓣水平径向滑动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611183009.6A CN108372215B (zh) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | 一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611183009.6A CN108372215B (zh) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | 一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108372215A CN108372215A (zh) | 2018-08-07 |
| CN108372215B true CN108372215B (zh) | 2020-07-07 |
Family
ID=63015385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611183009.6A Active CN108372215B (zh) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | 一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108372215B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110743979B (zh) * | 2019-11-26 | 2020-10-16 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种钛合金薄壁筒形件弧形凹面的热胀形模具及工作方法 |
| CN111644556B (zh) * | 2020-06-12 | 2021-12-07 | 无锡派克新材料科技股份有限公司 | 一种Ti64合金机匣锻件斜面环坯制造方法 |
| CN113102868B (zh) * | 2021-04-20 | 2023-02-28 | 中国直升机设计研究所 | 一种直升机主喷管波瓣加工方法 |
| CN113245451B (zh) * | 2021-06-09 | 2022-02-11 | 索罗曼(常州)合金新材料有限公司 | 钛合金大口径方形薄壁管材生产方法 |
| CN113770647A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-12-10 | 上海航天精密机械研究所 | 一种钛合金变曲母线喷管真空热成形方法 |
| CN114029396B (zh) * | 2021-10-22 | 2024-05-31 | 中国航空制造技术研究院 | 一种复杂曲母线整体结构环形件的成形方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS587376B2 (ja) * | 1978-09-27 | 1983-02-09 | 日本金属株式会社 | ホイルリングの製造方法 |
| CN102009565A (zh) * | 2010-11-03 | 2011-04-13 | 杭州润德车轮制造有限公司 | 钢圈整体轮辋 |
| CN102500706B (zh) * | 2011-11-24 | 2014-02-05 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 钛合金异形环轧件的热胀形方法 |
| CN102489596B (zh) * | 2011-11-24 | 2014-04-02 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 钛合金矩形环轧件热胀形成形为异形环件的方法 |
| CN102873513B (zh) * | 2012-09-29 | 2016-01-13 | 北京航星机器制造公司 | 一种铝合金大尺寸薄壁球段蒙皮的气胀成形方法 |
-
2016
- 2016-12-20 CN CN201611183009.6A patent/CN108372215B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108372215A (zh) | 2018-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108372215B (zh) | 一种钛合金锥筒件精密热胀形的成形方法 | |
| EP2811126B1 (en) | Method for producing a hollow engine valve | |
| CN104588426B (zh) | 蓄能器罐体锻造成形工艺及挤压模具 | |
| CN100467156C (zh) | Gh4169合金盘形锻件在空气中的近等温锻造方法 | |
| CN104148558B (zh) | Sb564 uns n06690合金大型内t形环状锻件坯料的生产方法 | |
| CN101020284A (zh) | 高温合金大型异型截面环坯的制坯方法 | |
| CN103480784B (zh) | 一种离心机用转鼓锻件制造方法 | |
| CN105855336B (zh) | 铝合金车身异型变截面管材结构件热成形方法 | |
| CN104624906B (zh) | 一种锻造模具及锻造方法 | |
| CN104108012A (zh) | 一种盘轴一体零件的锻造方法及其使用的模具 | |
| CN101439350A (zh) | 一种生产拖车用大口径高压气瓶的无缝钢管的制造方法 | |
| CN110125229B (zh) | 一种大尺寸钛合金曲母线双层锥筒构件的同步高压气胀成形方法 | |
| JP4526097B1 (ja) | 中空エンジンバルブの弁傘部の製造方法及び中空エンジンバルブの弁傘部のプレス装置及び中空エンジンバルブ | |
| CN204867261U (zh) | 大型轴颈类锻件锻造模具 | |
| CN113770647A (zh) | 一种钛合金变曲母线喷管真空热成形方法 | |
| CN104589910A (zh) | 热成形车轮及其制作方法 | |
| CN103418674B (zh) | 钛合金矩形截面环形件热胀形成异形截面环形件的方法 | |
| CN108237197B (zh) | 一种改善结构钢大型环形件探伤的锻造方法 | |
| RU2527518C1 (ru) | Полукорпус шарового крана с фланцем и способ его изготовления | |
| CN109909415A (zh) | 一种高温合金分段胀形方法 | |
| CN103447377B (zh) | 不锈钢矩形截面环形件的热胀形成形方法 | |
| CN103433366B (zh) | 铝合金矩形截面环形件热胀形成异形截面环形件的方法 | |
| CN110293227A (zh) | 一种带包套的粉末高温合金锭坯的反挤压制备方法及模具 | |
| CN104404420A (zh) | 一种开大窗口的钛合金焊接构件真空热处理变形控制方法 | |
| CN205763582U (zh) | 用于真空中半球体等温气胀成形的模具装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |