CN103521585B - 一种钛合金梭形件热拉深方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于热成形中拉深成形领域，特别是涉及一种钛合金梭形件热拉深方法及其装置。为消除现有热拉深工艺方法在皱纹、开裂等缺陷，避免压边力调整范围狭窄，本发明提供的热拉深方法包括按入料口曲线形状剪切毛料坯；将反拉深模具装夹入热拉深压力机工作台；反变形拉深，控制成形行程达到整个深度的八分之五；将拉深模具装夹入热拉深压力机工作台；拉深变形，成形行程达到凸凹模闭合状态，保压；开模取出零件，冷却至室温，切割，加工出零件。实现述热拉深方法采用的装置包括反拉深模具和拉深模具。本发明消除了现有热拉深工艺方法在皱纹、开裂等缺陷，避免了压边力调整范围狭窄；工装结构简单，操作使用方便，降低批产成本，提高生产效率。

Description

一种钛合金梭形件热拉深方法及其装置

技术领域

本发明属于热成形中拉深成形领域，特别是涉及一种钛合金梭形件热拉深方法及其装置。

背景技术

目前，在热成形工艺中，针对异型薄板结构件，一般采取拉深成形或无压边圈的冲压成形。而拉深成形件毛料多为矩形或圆形等规则形状，曲面结构件的精确拉深很难实施，压边部位通常设计比毛料大，整体为矩形圆型等规则形状，压住坯料，并且因为压边圈平皱功能的实施，使压边力在边缘分布趋向均匀；尤其设计异型薄板结构件工艺难以有效计算压边力和冲压力，配比不当容易造成零件出现成形缺陷，对于压边力的调控需要大量的试验摸索。而不设置压边圈，采用冲压热成形，往往需要采取渐进成形和多次压制整平的方法解决皱纹、开裂等问题，不利于产品的质量和生产效率的提高。

而且，在航空航天领域钛合金板材的运用不断扩大，而整流用蒙皮、罩体零件，多为异形复杂曲面结构件，热拉深成形技术的使用率逐渐增长。由此，如何研发出一种能够克服现有热拉深工艺方法在皱纹、开裂等缺陷的预防和压边力调整范围狭窄现象的热拉深方法及其装置，对于本领域技术人员来说，是十分迫切需要努力实现的方向和目标。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是消除现有热拉深工艺方法在皱纹、开裂等缺陷，避免压边力调整范围狭窄。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种钛合金梭形件热拉深方法，包括六个步骤：

(1)按入料口曲线形状剪切毛料坯；

(2)将反拉深模具装夹入热拉深压力机工作台；

(3)反变形拉深，控制成形行程达到整个深度的八分之五；

(4)将拉深模具装夹入热拉深压力机工作台；

(5)拉深变形，成形行程达到凸凹模闭合状态，保压；

(6)开模取出零件，冷却至室温，切割，加工出零件。

实现上述钛合金梭形件热拉深方法所采用的装置，包括反拉深模具和拉深模具，每套反拉深模具和拉深模具包括凸模、凹模、压边圈、定位杆和汽缸顶杆，通过所述定位杆对正凸模、凹模和压边圈，所述汽缸顶杆穿过凸模对压边圈施加压边力，压边圈将板材压紧至凹模。

其中，所述反拉深模具和拉深模具的凸模、凹模、压边圈的有效型面相互对称。

其中，所述压边圈压力面形状与凹模进料口曲线相似，为等距偏置。

其中，平板毛坯形状与所述凹模进料口曲线相似，为等距偏置，且比所述压边圈压力面大20毫米至60毫米。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：

1、本发明通过新颖、合理的模具结构设计，采用反变形预成形、自适用压边力的方法，减少了冲压的调整和试模次数、皱纹校平步骤，消除现有热拉深工艺方法在皱纹、开裂等缺陷，避免压边力调整范围狭窄；

2、本发明工装结构简单，操作使用方便，降低批产成本，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明提供的钛合金梭形件热拉深方法的工艺流程图；

图2为采用本发明提供的钛合金梭形件热拉深方法及其装置制造的钛合金梭形件的结构示意图；

图3为本发明提供的为实现钛合金梭形件热拉深方法所采用装置的结构示意图；

图4为凹模结构示意图；

图5为压边圈结构示意图；

图6为反拉深过程的示意图；

图7为拉深过程的示意图。

图中：1为最终零件，2为凸模，3为凹模，4为压边圈，5为定位杆，6为压边圈顶杆，7为反凸模，8为反凹模，9为反压边圈，10为平板毛坯，11为反拉深件。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，本发明提供的钛合金梭形件热拉深方法，包括以下6个步骤：

(1)按入料口曲线形状剪切毛料坯；

(2)将反拉深模具装夹入热拉深压力机工作台；

(3)升温至700度至720度，进行反变形拉深，控制成形行程达到整个深度的二分之一至八分之五；

(4)将拉深模具装夹入热拉深压力机工作台；

(5)升温至700度至720度，进行拉深变形，成形行程达到凸凹模闭合状态，保压5分钟；

(6)开模取出零件，冷却至室温，切割，加工出零件。

如图2所示，采用本发明提供的钛合金梭形件热拉深方法及其装置制造的钛合金梭形件，其结构特点为斜壁弯底尖头异型的型面。

如图3所示，本发明提供的为实现钛合金梭形件热拉深方法所采用装置包括反拉深模具和拉深模具具有对称结构，每套反拉深模具和拉深模包括凸模2、凹模3、压边圈4、定位杆5和汽缸顶杆6；通过定位杆5对正凸模2、凹模3和压边圈4，汽缸顶杆6穿过凸模2对压边圈4施加压边力，压边圈4将板材压紧至凹模3；反拉深模具和拉深模具的凸模2、凹模3、压边圈4的有效型面相互对称。

如图5所示，压边圈4压力面的形状与凹模3进料口曲线相似，为等距偏置。平板毛坯8形状与凹模3进料口曲线相似，为等距偏置，且比压边圈4压力面大20毫米至60毫米。

如图6和图7所示，反拉深过程有效增加拉深型腔的材料面积，利于减少材料扭曲、降低成形压力和减弱出现裂纹缺陷的风险；拉深过程中，皱纹高处压边圈接触板料并促使板料压平，压力较大，皱纹低处压力较小，出现压边力自适用效果，阻碍皱纹偏高部位材料流入型腔，促进未生成皱纹部分流动，对抑制裂纹产生并控制皱纹高度和范围起到良好效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种钛合金梭形件热拉深方法，包括六个步骤，其特征在于：

(1)按入料口曲线形状剪切毛料坯；

(2)将反拉深模具装夹入热拉深压力机工作台；

(3)反变形拉深，控制成形行程达到整个深度的八分之五；

(4)将拉深模具装夹入热拉深压力机工作台；

(5)拉深变形，成形行程达到凸凹模闭合状态，保压；

(6)开模取出零件，冷却至室温，切割，加工出零件。

2.一种实现权利要求1所述钛合金梭形件热拉深方法所采用的装置，包括反拉深模具和拉深模具，每套反拉深模具和拉深模具包括凸模(2)、凹模(3)、压边圈(4)、定位杆(5)和汽缸顶杆(6)，其特征在于：通过所述定位杆(5)对正凸模(2)、凹模(3)和压边圈(4)，所述汽缸顶杆(6)穿过凸模(2)对压边圈(4)施加压边力，压边圈(4)将板材压紧至凹模(3)；

所述压边圈(4)压力面形状与凹模(3)进料口曲线相似，为等距偏置；

平板毛坯(8)形状与所述凹模(3)进料口曲线相似，为等距偏置，且比所述压边圈(4)压力面大20毫米至60毫米。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述反拉深模具和拉深模具的凸模(2)、凹模(3)、压边圈(4)的有效型面相互对称。