[发明专利]一种钛合金薄壁筒形件预成型装置及预成型方法

说明书

本发明提出了一种钛合金薄壁筒形件预成型装置及预成型方法，属于钛合金预成型技术领域，特别是涉及一种钛合金薄壁筒形件预成型装置及预成型方法。解决了现有钛合金薄壁筒形件的预成型方法生产周期长、效率低、生产成本高不能满足批量生产要求的问题。它包括抱箍、芯轴、压头和加热管。它主要用于钛合金薄壁筒形件预成型生产。

技术领域

本发明属于钛合金预成型技术领域，特别是涉及一种钛合金薄壁筒形件预成型装置及预成型方法。

背景技术

钛合金薄壁筒件具有质量轻、无磁性、耐腐蚀、耐高温等优异特性，除了可以在航空、航天等领域降低飞行器质量，提高运输载荷，更可以在航海、原子能、化工等含有腐蚀介质的恶劣工作环境中代替不锈钢和合金钢筒件，降低维修成本。因此，研究钛合金的薄壁筒形件预成形方法，对于降低工业生产成本，提高耐腐蚀材料的发展水平，具有重要意义。

现阶段钛合金薄壁筒形件的预成型方法主要有两种，其中滚压成型属于冷加工方式，只能预成形大厚度大直径的板料，不能满足薄壁、小径件的预成型。现有的热胀压成形将预成型板料放置芯轴和抱箍中间，用螺栓拧紧抱箍，放到真空炉热定型。浪费大量人力，一套工装只能出一件，生产周期长效率低。工装限制生产效率，增加工装，导致成本升高。螺栓进一次炉后，半数以上都废掉，不能继续使用，浪费成本。不能满足批量生产，因此该技术尚未大面积应用。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种钛合金薄壁筒形件预成型装置及预成型方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种钛合金薄壁筒形件预成型装置，它包括抱箍、芯轴、压头和加热管，所述抱箍为半圆形结构、数量为两个，所述两个抱箍沿芯轴中轴线对称布置并与液压缸相连，所述压头位于芯轴上端，所述压头通过摇臂和伸缩臂与设备端相连，所述摇臂驱动压头沿回转轴做回转运动，所述伸缩臂驱动压头沿轴向做伸缩运动，所述加热管位于芯轴内部。

更进一步的，所述加热管数量为四根，沿芯轴圆周方向均匀分布。

本发明还提供了一种钛合金薄壁筒形件预成型方法，它包括以下步骤：

步骤一：将加热管与电源相连，使得加热管发热，并通过加热管将芯轴加热至预成型工艺温度；

步骤二：对钛合金板材进行涂石墨处理，并放置在两个抱箍和芯轴之间；

步骤三：通过两侧的液压缸推动抱箍，使板材在抱箍的推动下抱紧芯轴，然后进行保温；

步骤四：保温完成后，两侧的液压缸带动抱箍回程，将芯轴上端的压头移开，从上端取出预成型后的筒形件。

更进一步的，所述钛合金板材的厚度为0.3-1.5mm，高度为200-1500mm，预成型后筒形件直径为50-250mm。

更进一步的，所述步骤一中加热管将芯轴加热至730-750℃。

更进一步的，所述步骤三中保温时间为25-30分钟。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对钛合金薄壁筒形件的预成型生产工艺提出了高效成形的方法，采用一套工装实现高效产出钛合金薄壁筒形件的预成型。这种预成型方法采用加热芯轴，液压缸推动抱箍，需要预成型的板料在抱箍压力下贴紧加热芯轴，从而达到板料预成型的目的。突破了需要多套工装和加热周期长的弊端，成功解决了钛合金薄壁筒形件预成型的低效生产，制品成本高、生产周期长的技术难题，填补了钛合金薄壁筒形件预成型的低效生产应用领域的空白，极具前瞻性。通过对本发明所生产出的预成型薄壁筒件进行测量，发现本制造装置及方法所得薄壁筒件成形精度高、表面无压痕、无残余应力而且适应品种多，可制造所有牌号的钛合金薄壁筒形件的预成型。综合考虑成形效率、成本控制、零件成形质量等因素，本发明在钛合金薄壁筒形件的预成型制造方面，具有良好的应用前景。

附图说明