[发明专利]基于控制弯曲的钛合金板材精密弯曲零件制备方法

说明书

一种基于控制弯曲的钛合金板材精密弯曲零件制备方法，通过将板材毛坯进行预弯曲两侧面，两侧壁端部留有△H余量的预弯曲得到预制坯后，置于弹性模具中，当模具压力不断增加情况下弹性模具中的试样底部首先失稳下垂，然后在凸模的角隅半径区域倒圆角形成多余波浪形预储存材料。在足够压力镦压下，多余材料沿着凸模半径倒圆角，其结果消除波浪形储存材料获得材料增厚，增厚程度取决于△H。本发明用控制弯曲方法，保证弯曲钛合金和其它金属材料板材弯曲后回弹角小于普通弯曲50％，弯曲后在弯曲部位板材至少不变薄而且增厚10‑20％。

技术领域

本发明涉及的是一种航空器零件制造领域的技术，具体是一种基于控制弯曲的钛合金板材精密弯曲零件制备方法。

背景技术

在飞行器生产中，使用弹性(橡胶或聚氨酯)材料冲模制造板材零件骨架和面板，在小批量生产条件下，由于它是高度通用和简单的工艺装备，因此是高效的。现用飞机零件中，大量零件是直线侧板并具有复杂几何形状，将它们置于弯曲模中，用冲模一个工步完成。这个工艺过程伴随着零件精度降低和弯曲部位(侧板壁与底面连接区域)变薄。普通弯曲成形工件都会产生弹复(回弹)，如弯曲角度据工艺参数不同，其弹复量也不尽相同，角度弹复一般在1.5～25°。在弯曲区域中，因板材变薄而使力学性能下降。弯曲弹复和受弯区域材料变薄使弯曲件的几何精度受到损害，若用较厚板材替代不仅增加成本，而且也增加了重量，时常成为弯曲件生产中不易解决的特别棘手问题。

发明内容

本发明针对现有板材弯曲中弹复和变薄两个影响精度和强度的因素，提出一种基于控制弯曲的钛合金板材精密弯曲零件制备方法，用控制弯曲方法，保证用本发明方法弯曲钛合金和其它金属材料板材弯曲后回弹角小于普通弯曲50％，弯曲后在弯曲部位板材至少不变薄，而且增厚10～20％。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于控制弯曲的钛合金板材精密弯曲零件制备方法，包括：

第一阶段工序：将板材毛坯进行弯曲两边侧壁端部留有△H余量的预弯曲，得到预制坯后，置于弹性模具中，当模具压力不断增加情况下，弹性材料抱紧弯曲件两侧时，弹性模具中的试样底部首先失稳下垂，然后在冲头的半径区域倒圆角形成多余波浪形预储存材料。

所述的预弯曲，采用现有的冲压模具通过常规方法弯曲。

所述的在第一阶段工序用于为未来零件角隅处储存多余体积金属。

第二阶段工序：在足够压力镦压下，多余材料沿着冲头半径倒圆角，其结果获得材料增厚。

所述的△H余量，优选和板厚近似相当。

技术效果

本发明整体解决了现有弯曲成形工件都会产生1.5～25°的弹复(回弹)且在弯曲区域中，因板材变薄而使力学性能下降，弯曲弹复和受弯区域材料变薄使弯曲件的几何精度和力学性能受到损害的技术问题。

与现有技术相比，本发明通过弯曲部位材料增厚的方式，在零件弯曲区域使材料不仅不减薄而且增厚10～20％，能够极大地提高其强度、可靠性和使用寿命，减小角隅处回弹，提高零件精度，从而既减重又降成本。控制弯曲能够减小板材弯曲半径达到板材厚度R₁＝s₀甚至更小。控制弯曲后的的零件具有更高的强度、刚度指标和更高精度，因而具有更长的使用寿命。

附图说明

图1为本发明弯曲侧板零件示意图：

图中：s₀为原始板材厚度，L为板材弯曲后从对称轴到侧板距离，H为弯曲后侧板的高度，R₁为弯曲圆角半径，L_*为板材弯曲前对称轴到边缘距离；

图2为带有余量的侧板预弯件在弹性介质模具中控制弯曲过程略图；