[发明专利]一种钛合金板料成型环形件热定型装置及工艺

权利要求书

1.一种钛合金板料成型环形件热定型装置，其特征在于：所述钛合金板料成型环形件热定型装置构成如下：胀型锥环(1)、定位支承立柱(2)、压紧楔块(3)、上限位板(4)、定型块(5)、限位环(6)、定位底板(7)；所述定型块(5)位于上限位板(4)和定位底板(7)之间，定型块(5)的上下端通过压紧楔块(3)与定位支承立柱(2)压紧，定型块(5)的侧端通过胀型锥环(1)和限位环(6)压紧，所述上限位板(4)和定位底板(7)上均设置有起重螺钉(8)。

2.一种钛合金板料成型环形件热定型工艺，其特征在于：采用如权利要求1所述的钛合金板料成型环形件热定型装置，具体步骤如下：

①采用应力松弛热成型工艺方法，在室温冷态下通过定型块(5)将零件胀紧，使零件产生预胀紧应力，并产生弹性应变，保证零件内型面与定型块(5)贴合，胀紧力均匀；通过起重螺钉(8)将定型装置和零件一起置于真空液压机或真空热处理炉中加热到650℃-750℃；因胀型锥环(1)和定型块(5)材料的热膨胀系数大于零件材料的热膨胀系数，随着温度的升高，零件材料屈服强度的降低，胀紧弹塑性应力逐渐松弛，胀型锥环(1)和定型块(5)将零件逐渐胀大至与定型块(5)完全紧密贴合；冷却到室温之后，零件的型面和尺寸被精确固化下来；

②按应力松弛热成型原理设计零件的加工工艺路线；激光切割板材成四段扇环形毛料，用热成型机热成型出1/4弧段，将4个1/4弧段拼焊成整环，应力松弛热定型，车加工零件上、下止口，激光切割零件型面上的叶型孔；按应力松弛热成型原理设计零件的工艺参数，根据零件最终的型面直径尺寸和热定型温度，反推零件定型前冷态下的直径和型面尺寸；

③按应力松弛热成型原理设计热成型装置，设计关键点为：

尺寸设计：通过零件最终室温冷型面直径尺寸，反算零件在定型温度时的热态尺寸，零件定型温度的热态尺寸就是定型装置的热态尺寸，再反推算定型装置的室温冷态尺寸，再根据定型装置的室温冷态尺寸减去室温冷态弹性应变胀量，确定零件定型前的室温冷态尺寸；

结构设计：因零件结构为内“U”型截面，定型装置须能收缩和胀紧，定型面应能沿径向移动，保证零件能够取下，定型面不能有周向和轴向的移动，沿径向移动应能严格向心，并保证相应的圆度；

④修正零件的热成型工艺参数和热成型装置型面尺寸，提高成型精度，因理论计算时都会简化一些次要的边界限制条件，所以计算出的尺寸与实际都会有微小的差距，通过试验件热定型实验，对理论数据进行微细修正，增大或减小定型块(5)的直径尺寸，修正后再次进行实验，直至保证零件要求的尺寸和型面精度。