[发明专利]一种薄壁大长径比钛合金强力热旋压加工方法

权利要求书

1.一种薄壁大长径比钛合金强力热旋压加工方法，其特征在于，包括具体步骤如下：

步骤一：根据目标需求零件直径长度L₁、厚度T₁以确定原材料厚度T₀，原材料长度，一般地，原材料是经挤压或锻造的厚壁机加工管件，内外表面粗糙度由于3.2等级，机加工余量一般直径不小于3mm，计算原理为体积不变，厚度远远小于直径；

步骤二：将待旋压材料放置在电阻加热炉进行预热，此步骤是为了节省机床占用时间，通过提前预热的方式缩短感应加热时间，电阻炉内预热一般不应低于400℃；

步骤三：对主体芯模(7)进行预热，主体芯模(7)预热一般在每次批量生产前或每班生产前完成，持续生产过程中主体芯模(7)温度会有小范围波动，生产前需要对主体芯模(7)温度进行测量，温度过低需要进行补充加热，主体芯模(7)预热后应在芯模表面充分涂刷润滑剂与脱模剂，防止贴模较好的情况下无法脱模；

步骤四：根据材料单道次极限减薄率确定下压量δt₁，采用错距旋压加工工艺可以能够提高材料压透性，有利于材料温升，根据错距旋压三个旋轮(12)A、B、C减薄的一般原则，采用等量分配的原则，确定旋轮(12)A与模具的间隙旋轮(12)B与模具的间隙旋轮(12)C与模具的间隙T₀-δt₁，这里不考虑机床退让量，也不考虑三个旋轮(12)形貌不一致，默认三个旋轮(12)A、B、C形貌一致；

步骤五：根据步骤四确定的旋轮(12)与主体芯模(7)间隙，采用标准量块或者塞尺进行测量，这个步骤需要在主体芯模(7)预热后完成，也就是需要热状态测量间隙，防止主体芯模(7)膨胀导致间隙过小，进而造成成品壁厚偏薄，旋轮(12)与主体芯模(7)间隙测量误差应小于0.05，旋轮(12)A与模具的间隙旋轮(12)B与模具的间隙旋轮(12)C与模具的间隙T₀-δt₁；

步骤六：将电阻炉内预热的筒形旋压厚壁坯料取出，采用专门的吊装工具快速进行吊装，使材料能够减少温降，增大内孔与模具间隙，便于快速安装；

步骤七：根据原材料厚度T₀、主体芯模(7)外径旋压过程进给速度f，采用每分钟进给单位、旋压变形温度C，加热长度L_旋，加热重量M，采用经验公式计算总热量；

步骤八：根据步骤七计算的实际加热功率，在感应加热设备上进行调整，额定加热功率与实际加热功率基本接近，输入钛合金对应材料相应的加热频率，启动温度控制单元，功使工件在加热时通过红外测温仪实时测量和检测工件的加热温度，测量的温度值同步显示在控制单元的显示屏或仪表上，确保在热旋压过程中精准温度控制，实现温度在400℃～900℃范围内精确功率调整，在热旋压过程中实现±20℃范围内精准温度；

步骤九：编制数控旋压程序，将数控旋压机床进行通讯，启动预热程序，先对坯料和模具进行二次预热，预热过程中主轴正常低速旋转，这样能够控制预热温度均匀性，同时，龙门架z轴启动，设备在从模具旋压起始端向旋压结束端运行，通过红外测温仪测量芯模和材料温度，达到工艺要求后预热结束；

步骤十：编制数控旋压程序，将数控旋压机床进行通讯，启动零件加工程序，通过感应加热装置，使感应线圈在旋轮接触材料前就能达到预定成形温度C，实现零件的高温旋压，旋压过程通过红外测温仪监测感应加热预热区温度C_预、变形区温度C_变，当温度低于或高于设定温度C时，显示器会产生报警信号，同时感应加热装置会根据温差调整加热功率，温度过高时降低加热功率，温度过低时提高加热功率，使变形温度和预热温度保持恒温；

步骤十一：完成第一道次旋压减薄δt₁后，采用高温测厚仪测量成形后材料厚度，根据偏差值调整第二道次的减薄δt₂，同时按照每道次加工流程：预热→加热旋压→测量的方式进行旋压加工；

步骤十二：整个旋压过程结束后，采用脱料装置将零件在温热状态下脱模，同时记录脱模前零件、模具温度，脱模冷却后测量内径、外径、壁厚、直线度、圆度指标。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁大长径比钛合金强力热旋压加工方法，其特征在于，所述步骤一中的计算公式为：

L₁×T₁＝L₀×T₀