多曲面鈦合金零件成型裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多曲面鈦合金零件成型裝置和方法。采用的技術(shù)方案是：按陽模將毛料粗制成多曲面鈦合金零件展開外形；去毛刺，清洗，涂潤滑劑；將裝置置于熱機上預(yù)熱至550-600℃，同時將毛料預(yù)熱至550-600℃；將預(yù)熱后的毛料零件置于壓邊圈與陰模之間，將壓邊圈與陰模合緊后，保持溫度550-600℃，合模壓力為40t，緩慢下降陰模，下降速度為5-6mm/min，每下降3-5分鐘，停留3-5分鐘，共3次至陰陽模閉合，再保壓4-5分鐘；制外形，檢驗。本發(fā)明依靠壓邊圈的壓邊力將非工作區(qū)的毛料夾緊，避免了合模時毛料板面劇烈變化而產(chǎn)生的褶皺、裂紋。
【專利說明】多曲面鈦合金零件成型裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明主要應(yīng)用于多曲面、大彎邊薄板鈦合金零件的成形。

【背景技術(shù)】
[0002]如圖1和圖2所示，為一種多曲面、大彎邊鈦合金零件。該零件材料牌號為TCI，材料厚度S 0.8，型面較多且形狀較為復(fù)雜。零件彎邊高度約為20mm，A面與B面間角度為83°，B面與C面角度為約70°，存在雙向彎曲，且整體彎曲角度較大。依靠模具成型零件時，B面受橫向拉應(yīng)力及徑向拉應(yīng)力，兩側(cè)R角及與A面連接處的R角處受力不均勻,材料流動受到影響，極易產(chǎn)生褶皺，甚至拉裂現(xiàn)象。又因零件存在閉角，閉角彎邊約7mm，因此采用現(xiàn)有的一次成型方法不易成形。
[0003]材料為TCl的鈦合金零件屬于低強度合金，在室溫下具有良好的工藝塑性，對于結(jié)構(gòu)簡單的零件可以在室溫下進行加工。但是對于如圖1所示的復(fù)雜零件，需要采用加熱成型的方法。以往的鈦合金零件成型工藝是:將毛料加熱至550°c — 600°C，置于熱成型模具的陰陽模之間，合模后加壓、保壓一定時間，一次成型，開模取件。對于如圖1所示的復(fù)雜零件成型存在的問題是:在依靠模具成型該類零件時，曲面受多個方向的拉應(yīng)力及徑向拉應(yīng)力，R角處受力不均勻，發(fā)生失穩(wěn)，材料流動受到影響，極易產(chǎn)生褶皺，甚至拉裂現(xiàn)象，給零件的成形增加了很大的難度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決以上問題，本發(fā)明提供一種改進成型工藝及模具結(jié)構(gòu)，以達到降低廢品率、提高成型質(zhì)量的多曲面鈦合金零件成型裝置及成型方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:多曲面鈦合金零件成型裝置，包括陽模和陰模，設(shè)有壓邊圈，壓邊圈通過頂桿與陰?；顒舆B接。
[0006]一種多曲面鈦合金零件成型方法，采用上述的裝置，方法如下:
[0007]I)下料:按陽模將毛料粗制成多曲面鈦合金零件展開外形；
[0008]2)去毛刺:打磨展開毛料邊緣毛刺；
[0009]3)清洗:毛料在有機溶劑中除去標(biāo)記和除油，清洗陰模和陽模；
[0010]4)涂潤滑劑:在毛料和裝置的表面均勻涂上石墨；
[0011]5)預(yù)熱:將裝置置于熱機上預(yù)熱至550-600°C，同時將毛料預(yù)熱至550-600°C ；
[0012]6)熱拉伸:將預(yù)熱后的毛料零件置于壓邊圈與陰模之間，將壓邊圈與陰模合緊后，保持溫度550-600°C，合模壓力為40t，緩慢下降陰模，下降速度為5-6mm/min，每下降3-5分鐘，停留3-5分鐘，共3次至陰陽模閉合，再保壓4-5分鐘；
[0013]7)制外形:按敲檢模劃線、剪切制外形；
[0014]8)檢驗:按要求檢驗零件外形尺寸、型面貼合度、表面質(zhì)量。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:①TCl材料在加熱至550°C — 600°C范圍時，其材料強度明顯下降(抗拉強度最低可下降至ob = 250MPa)，工藝塑性明顯提高，本發(fā)明針對的曲面多并彎邊大(彎邊超過1mm)的零件在該溫度成形時，其在模具中均勻流動，并在保壓時間內(nèi)達到內(nèi)部組織平衡。②本發(fā)明采用壓邊圈與陰模配合，將毛料壓緊，依靠壓邊圈的壓邊力將非工作區(qū)的毛料夾緊，避免了合模時毛料板面劇烈變化而產(chǎn)生的褶皺和裂紋。③零件整體的材料厚度均勻，避免了手工敲修所造成的零件薄厚不均的現(xiàn)象，并且外形美觀。④避免了老工藝方法中因成形不到位而需手工敲修的繁瑣工序，從而將該零件只能由有經(jīng)驗豐富的操作者專人加工轉(zhuǎn)向技術(shù)水平一般的操作者均可加工，為生產(chǎn)安排增添靈活性。⑤采用熱成型方法加工的多曲面與大彎邊并存的復(fù)雜結(jié)構(gòu)鈦合金零件，通過改進模具結(jié)構(gòu)及工藝方法，即將熱成型模更改為熱拉伸模具，工藝方法由一次成型到位更改為在模具內(nèi)逐步成型，達到成型高質(zhì)量零件的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為一種多曲面、大彎邊鈦合金零件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為零件的側(cè)視圖。
[0018]圖3為熱成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為模具陽模的俯視圖。

【具體實施方式】
[0020]實施例1 一種多曲面鈦合金零件成型裝置
[0021]如圖3和圖4所示，多曲面鈦合金零件成型裝置，包括陽模(I)、壓邊圈(2)、陰模
(3)和頂桿(4)。
[0022]壓邊圈⑵通過頂桿(4)上下移動與陰模(3)活動連接。
[0023]實施例2 —種多曲面鈦合金零件成型方法
[0024]如圖1和圖2所示，該零件為一種多曲面、大彎邊鈦合金零件，材料牌號為TCI，材料厚度S 0.8，型面較多且形狀較為復(fù)雜。零件彎邊高度約為20mm，A面與B面間角度為83°，B面與C面角度為約70°，存在雙向彎曲，且整體彎曲角度較大。
[0025]本實施例以加工上述零件進行說明，采用實施例1所述的裝置，方法如下:
[0026]I)下料:按陽模將毛料粗制成多曲面鈦合金零件展開外形；
[0027]2)去毛刺:打磨展開毛料邊緣毛刺；
[0028]3)清洗:毛料在有機溶劑中除去標(biāo)記和除油，清洗陰模和陽模；
[0029]4)涂潤滑劑:在毛料和裝置的表面均勻涂上石墨；
[0030]5)預(yù)熱:將裝置置于熱機上預(yù)熱至550_600°C，同時將毛料預(yù)熱至550_600°C ；
[0031]6)熱拉伸:將預(yù)熱后的毛料零件置于壓邊圈與陰模之間，將壓邊圈與陰模合緊后，保持溫度550-600°C，合模壓力為40t，緩慢下降陰模，下降速度為5-6mm/min，每下降3-5分鐘，停留3-5分鐘，共3次至陰陽模閉合，再保壓4-5分鐘；
[0032]7)制外形:按敲檢模劃線、剪切制外形；
[0033]8)檢驗:按要求檢驗零件外形尺寸、型面貼合度、表面質(zhì)量。
[0034]本發(fā)明，對于多曲面、大彎邊的薄板鈦合金零件，采用帶有壓邊圈的熱拉伸模可有效防止褶皺、斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。降低了廢品率，保證零件的外形尺寸、型面貼合度、外觀質(zhì)量能夠滿足圖紙及客戶的要求。
【權(quán)利要求】
1.多曲面鈦合金零件成型裝置，包括陽模(I)和陰模(3)，其特征在于:設(shè)有壓邊圈(2)，壓邊圈⑵通過頂桿⑷與陰模(3)活動連接。
2.一種多曲面鈦合金零件成型方法，其特征在于采用權(quán)利要求1所述的裝置，方法如下: 1)下料:按陽模將毛料粗制成多曲面鈦合金零件展開外形； 2)去毛刺:打磨展開毛料邊緣毛刺； 3)清洗:毛料在有機溶劑中除去標(biāo)記和除油，清洗陰模和陽模； 4)涂潤滑劑:在毛料和裝置的表面均勻涂上石墨； 5)預(yù)熱:將裝置置于熱機上預(yù)熱至550-600°C，同時將毛料預(yù)熱至550-600°C； 6)熱拉伸:將預(yù)熱后的毛料零件置于壓邊圈與陰模之間，將壓邊圈與陰模合緊后，保持溫度550-600°C，合模壓力為40t，緩慢下降陰模，下降速度為5-6mm/min，每下降3_5分鐘，停留3-5分鐘，共3次至陰陽模閉合，再保壓4-5分鐘； 7)制外形:按敲檢模劃線、剪切制外形； 8)檢驗:按要求檢驗零件外形尺寸、型面貼合度、表面質(zhì)量。
【文檔編號】B21D37/16GK104174749SQ201410473199
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】齊君, 馮雷 申請人:沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司