[发明专利]一种钛合金盒形零件热拉深方法

权利要求书

1.一种钛合金盒形零件热拉深方法，其特征在于，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；

(5)成形行程达到上模具(1)与下模具(3)模闭合状态，上模具凹模具面8与下模具凸模面(6)耦合，完成零件型面上的盒形下陷的成形，在成形过程中调整下顶缸压边力以控制材料流动；

(6)上模具(1)、中模具(2)和下模具(3)合模后保压一定时间，零件成形完成，上模具(1)上移，开模取出零件，冷却至室温。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上模具凹型面(8)与下模具凸型面(6)耦合之后的间隙值为(1.5-2)倍零件最大位置壁厚。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中模具凹型面(5)及上模具凸型面(7)耦合之后的间隙为零件最大位置壁厚。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述零件为飞行器舱体。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述零件为TA15材料。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第2步中，在双动热成形压力机升温达到钛合金零件成形温度730℃后放入板料开始成形所述零件。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第3步中，双动热成形压力机的上平台以运行速度10mm/s向中模具(2)运动。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，第3步中，成形零件整体双曲面外形后保压5min。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第4步中，当与下模具(3)接触后减慢运行速度为2mm/s，随着零件盒形下陷继续成形，零件变形越来越剧烈上模具(1)运行速度最终减慢为0.5mm/s。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第6步中，上模具(1)、中模具(2)和下模具(3)合模后保压30min。