[发明专利]一种钛合金型材热成型的设备及方法

说明书

本发明属于金属型材加工技术领域，尤其是一种钛合金型材热成型的设备及方法，针对截面呈Z形的型材进行压铸成型时容易导致跑偏和厚度不一的问题，现提出以下方案，包括顶部呈正方形结构的操作台，所述操作台的上表面中部预留有向下凹陷呈圆柱形结构的凹槽，且凹槽的槽底位于边缘处固定有环形滑轨，环形滑轨包括两根同心圆环，环形滑轨的两个圆环之中滑动连接有多个等距离分布的换位托台，换位托台的顶端被环形滑轨所限制。本发明可以在压铸的时候，一次同时压铸成型两根互相对称的型材板，这样不仅可以提高生产效率，而且使得压铸时原料板条两侧的延展力相同，继而在大压力下防止原料板条崩向一侧，提高了压铸的安全性。

技术领域

本发明涉及金属型材加工技术领域，尤其涉及一种钛合金型材热成型的设备及方法。

背景技术

钛合金由于具有低密度、高比强度、强耐腐蚀性及较高的疲劳抗力等优点，被广泛应用于航空航天、兵器、汽车、船舶等工业领域。TC系列合金作为第一代实用钛合金，由于其较好的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性和耐腐蚀性，而逐渐成为飞机工业中必不可少的结构材料。利用型材弯曲零件制作骨架，不仅可以对飞机机体结构起到结构性加强作用，同时还可以降低飞机重量，在某种程度上提高飞机隐身特性。

钛合金材料室温状态下变形抗力大、塑性差，且成形过程中伴有回弹畸变，采用喷火加热+型胎敲修工艺成形“Z”型截面凹曲线类型材零件时，零件表面质量差，存在裂纹风险且成形过程中存在较多的残余应力，成形过程中伴有回弹和畸变，需进行去应力退火，不仅工序繁琐，而且制造周期长、成本高，最重要的是影响零件的交付进度;目前生产中采用冲压成形该类零件，成形时材料表面容易出现褶皱及裂纹等缺陷，零件一次性合格率低，严重影响零件的外形尺寸和表面质量，对后续装配造成一定的影响。因此，急需寻求一种新的工艺方法，来解决“Z”型截面凹曲线类型材成形质量及成形效率问题，从而起到提质增效的作用。

由于该类零件曲率大，且含有异向弯边，左右件呈现对称结构，因此,本发明提出了一种可使得对称件同时成形的等温成形工艺方法。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种钛合金型材热成型的设备，包括顶部呈正方形结构的操作台，所述操作台的上表面中部预留有向下凹陷呈圆柱形结构的凹槽，且凹槽的槽底位于边缘处固定有环形滑轨，环形滑轨包括两根同心圆环，环形滑轨的两个圆环之中滑动连接有多个等距离分布的换位托台，换位托台的顶端被环形滑轨所限制，不能从正上方直接将换位托台取出，换位托台的顶部嵌装固定有下模块，所述操作台的背面预留有向外延伸的压铸工位，就是一个延伸出去的固定平台，且压铸工位的上表面中部固定有竖直的滑动支撑柱，滑动支撑柱上滑动套接有能够水平上下移动的滑动梁板，且滑动梁板远离滑动支撑柱的一端下表面固定有模头卡板，模头卡板的下表面滑动卡接有上模头，模头卡板的下表面设置呈互相对称的卡条形结构，且上模头的两侧均预留有与卡条形结构相适配的条形滑槽，使得上模头可拆卸安装在模头卡板的下表面；上模头的下表面设置成向下弯曲的弧形结构，且下模块的上表面中部预留有向下凹陷且与上模头相适配的模具槽，也就是一个与上模头弧度相同的一个弧形槽，所述模具槽的槽底两侧靠近两端处均预留有两个竖直的档杆插孔，且档杆插孔的顶端开口处均滑动连接有限位档杆，限位档杆的底端与换位托台的上表面之间均固定有压缩弹簧一；通过设置截面呈带两翼的U形结构的模具槽，可以在压铸的时候，一次同时压铸成型两根互相对称的型材板，这样不仅可以提高生产效率，而且使得压铸时原料板条两侧的延展力相同，继而在大压力下防止原料板条崩向一侧，提高了压铸的安全性。

本发明进一步的设置在于，所述操作台的上表面中部设置有圆孔，且圆孔中转动连接有旋转台，旋转台的圆周外壁固定有多个等角度分布的辐条转杆，每个辐条转杆的端部分别固定在对应的换位托台的侧面顶部边缘处；通过控制旋转台的旋转节奏和停顿时长，即可实现对原料板条的上料、压铸和托模作业。