[发明专利]一种钛合金盒形零件热拉深方法

说明书

本发明涉及一种钛合金盒形零件热拉深方法，涉及钛合金热成形技术领域。本发明能够实现钛合金等难变形材料异型曲面带有盒形下陷零件热拉深压成形，解决了此类零件成形精度不高，在成形中容易产生起皱和开裂的难题。通过新颖、合理的模具结构设计，采用两道道次拉深方案在一次成形过程中成形零件不同型面。发明工装结构简单，操作使用方便，降低批产成本，提高生产效率。解决了复杂型面钛合金零件精确成形难题。

技术领域

本发明涉及钛合金热成形技术领域，具体涉及一种钛合金盒形零件热拉深方法。

背景技术

钛合金零件在航空航天领域得到越来越多的广泛应用，一般采用热成形工艺进行成形，成形工艺流程为：根据零件切割板料毛坯，模具装入加热炉，加热到设定温度后把板料安放到模具上，等板料达到预定温度后加压，上下模具合模，板料变形并且贴模，保压一定时间后取出零件毛坯，去除零件余量。但是现在热成形工艺多成形单曲面零件或双曲面等型面相对简单的零件。非大曲率过渡多个型面构成的零件采用普通热压成形很容易产生褶皱和裂纹，采用热拉深成形技术零件在型面过渡处不进行分型，在工艺补充面处施加压边力，控制材料流动，材料更好的贴合模具，能够实现整体成形，精度更高。热拉深成形工艺板料变形自由度更少，有效的控制材料流动，板材产生更大的变形量，能够保证零件外形尺寸和质量，对一些普通热压难以成形的复杂型面钛合金零件尤为适用。

在弹体结构中大量使用一种钛合金复杂型面并带有盒形下限的零件，成形过程中很容易圆角成形不到位，或由于变形量过大，在盒形立壁和或圆角处产生开裂。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何解决钛合金复杂型面带有盒形下陷零件热拉深成形的问题，消除现有热拉深工艺方法在皱纹、开裂等缺陷，达到钛合金等难变形板材零件的精确成形。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钛合金盒形零件热拉深方法，所述零件具有双曲面型面，且双曲面型面带有盒形下陷，该方法利用一套模具实现，所述一套模具包括上模具1、中模具2和下模具3；所述上模具1具有凸模面和凸模面，中模具2具有凸模面，下模具3具有凸模面；所述上模具1、中模具2和下模具3通过定位对正型面，上模具1和下模具3分别安装在双动热成形压力机的上、下平台上；所述中模具2安装在顶杆4上，所述顶杆4与双动热成形压力机的下顶缸连接，所述顶杆4穿过下模具3将下顶缸的力施加到中模具2上；

所述上模具凸模面7能够与中模具凹模面5配合，上模具凹模具面8能够与下模具凸模面6配合，在一次成形过程中两道次成形零件上的不同型面；所述中模具2在第一道次成形过程中作为凹模使用，在顶杆4作用下中模具凹模面5与上模具凸模面7配合成形零件的曲面，在第二道次成形过程中用于实现压边圈功能，压边力可通过改变所述下顶缸的吨位实现调整；

所述上模具凹型面8和下模具凸型面6用于成形所述零件的盒形下陷，所述上模具凹型面8与下模具凸型面6耦合之后具有间隙；所述中模具凹型面5及上模具凸型面7耦合之后具有间隙。

所述方法包括以下步骤：

(1)将上模具1、下模具3分别安装在双动热成形压力机的上、下平台上，中模具2安装在顶杆4上，顶杆4与双动热成形压力机的下顶缸连接；

(2)根据钛合金成形工艺参数要求，在双动热成形压力机升温达到设定的钛合金零件成形温度后放入板料开始成形所述零件；

(3)双动热成形压力机的上平台向下移动，顶杆4在下顶缸的作用下对中模具2施加吨位，上模具1与中模具2闭合，在中模具凹模面5和上模具凸模面7的耦合下完成零件型面第一道次成形，成形零件整体双曲面外形，保压一定时间；

(4)上平台继续向下移动，中模具2在下顶杆4的作用下作为压边圈使用跟随上模具1继续向下运动，当与下模具3接触后减慢运行速度；