[发明专利]一种钛合金蒙皮冷折弯成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及钣金冲压成形中折弯成形领域，特别是涉及一种钛合金蒙皮冷折弯成形方法，主要运用于多棱斜面、变后掠角度的钛合金蒙皮浅折弯件。

背景技术

钛及钛合金是一种优良的工程结构材料，随着其用量的逐年扩大，在各种工程结构和设备的加工制造中的应用越来越多。由于钛合金强度高，塑性相对较差，加工变形抗力大，变形范围窄，外加钛合金弹性模量小，回弹大等固有特性，使其成形加工比较困难，若方法不当或工艺不合理，往往造成工件无法满足技术要求，甚至造成报废。因此，对于大多数合金强度高、板材厚度大、形状复杂或变形量大的工件成形，多采用热成形的工艺。但热成形工艺耗费的电能、模具费用、人工成本和生产效率等都大大高于冷成形工艺。

目前常温的冷折弯成形工艺，一般适用钢、铝材质零件，在钛合金材质中运用较少，由于针对塑性较低的近α相、α-β相钛合金(如TA15、TC4等)存在弹性高、刚性低、导热差、硬度高等特点，在折弯的过程中易出现折弯裂纹和折弯角度不精确等问题。随着在航空航天领域多棱斜面、变后掠角度的浅弯曲结构钛合金翼面蒙皮板材的运用不断扩大，急需开发一种适合于在能常温条件下实现钛合金蒙皮类零件的冷折弯成形方法，将会大大降低生产制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛合金蒙皮冷折弯成形方法，替代现有多棱斜面、变后掠角度的浅弯曲结构钛合金翼面蒙皮的热成形工艺，工艺合理、操作简单、定位和切割精度高，大大提高了生产效率和降低了生产制造成本。

本发明的技术方案是：

一种钛合金蒙皮冷折弯成形方法，特别适用于多棱斜面钛合金蒙皮浅折弯件，包括以下步骤：

1)按蒙皮零件理论尺寸计算零件展开料形状；

2)以零件后棱线为设计折弯补偿区定位基准，设计第一折弯定位补偿区，以第一折弯定位补偿区边缘线为折弯零件后棱线的基准线。

3)以零件前棱线为设计折弯补偿区定位基准，设计第二折弯定位补偿区，以第二折弯定位补偿区边缘线为折弯零件前棱线的基准线。

4)第一折弯定位补偿区和第二折弯定位补偿区与零件展开料区域的分界线采用激光切割形成断续连接方式，其中第一折弯连接区和第二折弯连接区为第一折弯定位补偿区和第二折弯定位补偿区与零件展开料区的连接区域，连接长度为1～3mm；第一折弯切割区和第二折弯切割区为第一折弯定位补偿区和第二折弯定位补偿区与零件展开料区的激光切割区域，每段激光切割长度为90mm～100mm。

5)在前棱线的上端设置浅折弯上补偿区，下端设置浅折弯下补偿区；

6)调节折弯机上的第二定位块和第一定位块，保证前棱线折弯线处在折弯凹模正中间，第二折弯定位补偿区边缘线与第二定位块和第一定位块接触。

7)调动设置好的折弯程序进行折弯成形零件前棱线，其中折弯凸模速度在5～8mm/s。

8)调节折弯机上的第二定位块和第一定位块，保证后棱线折弯线处在折弯凹模正中间，第一折弯定位补偿区边缘线与第二定位块和第一定位块接触。

9)调动设置好的折弯程序进行折弯成形零件后棱线，其中折弯凸模速度在4～8mm/s。

10)折弯成形后用钳子将所有折弯定位补偿区与零件展开料区的连接区域折断。

11)折弯成形后用剪刀将浅折弯补偿区与零件展开料区的连接区域剪断。

12)用砂轮机或砂带打磨机对折弯定位补偿区与零件展开料区的激光切割区域和剪断区域进行打磨去除毛刺。

本发明的有益效果：本发明提供一种钛合金蒙皮冷折弯成形方法，通过新颖、合理的展开料计算、折弯补偿区域结构设计和折弯定位设计，采用普通的折弯机即可实现一种钛合金蒙皮冷折弯精确成形，替代了现有多棱斜面、变后掠角度的浅弯曲结构钛合金翼面蒙皮的热成形工艺；整个冷折弯成形工艺过程操作简单、定位和切割精度高，大大提高了生产效率和降低了生产制造成本。

附图说明

图1为钛合金蒙皮结构示意图；

图2为蒙皮折弯定位补偿区设计示意图；

图3为前棱线(2)折弯定位过程示意图；

图4为后棱线(1)折弯定位过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图1～4和实施方式对本发明做进一步说明。

一种钛合金蒙皮冷折弯成形方法，特别适用于多棱斜面钛合金蒙皮浅折弯件，包括以下步骤：

1)按蒙皮零件理论尺寸计算零件展开料形状；