[发明专利]一种热拉弯模具及钛合金型材的拉弯成形方法

说明书

本发明涉及一种热拉弯模具及钛合金型材的拉弯成形方法。该热拉弯模具包括导电的自阻加热模具、耐高温的绝缘隔热座、上安装板和下安装板，所述自阻加热模具包括拉弯成形型面，所述绝缘隔热座的外沿端部设有安装凹槽，用于安装所述自阻加热模具，所述自阻加热模具的两端连接外部电源的两极，在所述自阻加热模具的拉弯成形型面上分隔有两条开口间隙，将其分成三部分，使所述自阻加热模具上的拉弯成形型面的电流走向形成“己”字形的回转形式，所述上安装板和所述下安装板分别设在所述绝缘隔热做的上表面和下表面，用于将其安装在拉弯工装的平台上。

技术领域

本发明涉及金属成形技术领域，特别是涉及一种热拉弯模具及钛合金型材的拉弯成形方法。

背景技术

碳纤维增强复材机身结构在先进民用和军用飞机上的应用逐渐增多，钛合金材料由于具有与复合材料的电势相容性和耐冲击性，在先进飞机中应用越来越多。钛合金的锻造、机械加工和热处理质量控制困难及成本高昂，钛合金弯曲型材成为复材机身承力构件的主要结构，被用于机身承力框梁长桁、中央翼盒、主起落架齿轮机构支架、以及舱门框等，因而钛合金型材弯曲件的成形质量直接关系到飞机的装配精度和使用寿命，成为影响飞机研制及保证飞机整体服役性能的技术关键，也是影响飞机制造周期、成本和效益的主要因素之一。钛合金型材电热拉弯成形技术作为成形钛合金型材弯曲件的有效手段，该成形过程中热拉弯模具的温度是影响钛合金型材弯曲件最终成形精度的主要因素，因此，高效又经济的加热钛合金型材热拉弯模具的设计方法的研究具有重要意义。

现有的加热钛合金型材热拉弯模具设计技术有：

(1)与型材并联的电热带加热模具的方法：这种方法是利用与型材并联的电热带加热模具，采用并联的形式同时实现将型材和模具加热到预设温度较难实现，且该拉弯模具中的中空状结构复杂，模具制备工艺难度高，加热后的中空状拉弯模具在拉弯成形过程可靠性不足。

(2)带有加热装置的保温箱加热模具的方法：这种方法是采用型材自阻加热和加热箱相结合的混合式型材电热拉弯方法，是用加热棒对拉弯模具整体进行加热，升温时间较长，效率低，能耗高。此外，当弯曲零件的尺寸变化时，模具和保温箱都需要重新加工，成本过高。

因此，针对现有技术的不足，发明人提供了一种热拉弯模具及钛合金型材的拉弯成形方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种热拉弯模具及钛合金型材的拉弯成形方法，通过自阻加热模具的特殊结构，能够保持较小尺寸截面同时快速升温，模具具有较大的热容量，保温效果好，解决了型材拉弯成形中，升温时间长，效率低，能耗高，成形可靠性低的问题。

第一方面，本发明的实施例提出了一种热拉弯模具，包括导电的自阻加热模具、耐高温的绝缘隔热座、上安装板和下安装板，所述自阻加热模具包括拉弯成形型面，所述绝缘隔热座的外沿端部设有安装凹槽，用于安装所述自阻加热模具，所述自阻加热模具的两端连接外部电源的两极，在所述自阻加热模具的拉弯成形型面上分隔有两条开口间隙，将其分成三部分，使所述自阻加热模具上的拉弯成形型面的电流走向形成“己”字形的回转形式，所述上安装板和所述下安装板分别设在所述绝缘隔热做的上表面和下表面，用于将其安装在拉弯工装的平台上。

进一步地，所述自阻加热模具的拉弯成形部分为弧形结构，所述绝缘隔热座上的安装凹槽为与之相适配的弧形结构。

进一步地，所述自阻加热模具的弧形结构部分对应的角度大于目标型材弯曲件的角度。

进一步地，所述自阻加热模具上与电源两极连接的两端均加工成平面。

进一步地，所述自阻加热模具上的两条开口间隙将拉弯成形型面的截面三等分。

进一步地，所述绝缘隔热座采用耐高温石棉水泥板料或耐高温绝缘云母制备获得，所述上安装板和所述下安装板均采用金属钢板制备获得。