CN105290160A - 一种钛合金筒形旋压件的校形装置 - Google Patents

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徐文臣
单德彬
陈宇
杨川
何广熟
林恒龙
马浩
赵小凯
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Harbin Institute of Technology
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/06Removing local distortions
    • B21D1/08Removing local distortions of hollow bodies made from sheet metal

Abstract

一种钛合金筒形旋压件的校形装置,它涉及一种校形装置,具体涉及一种钛合金筒形旋压件的校形装置。本发明为了解决热旋成形出的钛合金筒形旋压件的内径尺寸难以控制,且容易出现内径尺寸超差、椭圆度偏大等缺陷,难以满足高精度筒形件的制造要求,限制了钛合金旋压件应用的问题。本发明包括分瓣模和芯轴,分瓣模是由多个模块组成的外轮廓为圆柱面的回转体,分瓣模内的下部设有轮廓由下至上渐缩的锥台形内腔,芯轴设置在内腔内,芯轴的外侧设有与内腔轮廓相配合的由下至上渐缩的外侧壁。本发明用于钛合金筒形旋压件校形。

Description

一种钛合金筒形旋压件的校形装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种校形装置,具体涉及一种钛合金筒形旋压件的校形装置,属于金属加工领域。
背景技术
[0002] 金属旋压是通过旋转毛坯施加外力使其产生连续的局部塑性变形,最终获得薄壁空心回转体钛合金筒形件的少无切肩加工的先进工艺。该工艺是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环压和滚压等工艺特点,大大降低了加工的变形力,节省原材料,降低成本,因此金属旋压工艺在现代工业中,特别是在航空、航天以及各种军事工业中,具有广阔的使用前景。钛合金以其低密度、高强度以及良好的耐热耐蚀性能,其薄壁筒形件在航空航天领域有着重要应用,强力旋压在成形该类零件方面具有特殊优势。
[0003] 但是,由于钛合金室温塑性差,因此大多需采用热旋压方式成形。在钛合金筒形旋压件的热旋压成形过程中,芯轴与钛合金筒形旋压件都会受热膨胀,且容易出现由于各区温度不均导致的变形不均现象。因此,热旋成形出的钛合金筒形旋压件的内径尺寸难以控制,且容易出现内径尺寸超差、椭圆度偏大等缺陷,难以满足高精度筒形件的制造要求,限制了钛合金旋压件的应用。而现有技术中缺少能够对钛合金筒形旋压件进行精密热校形的
目.ο
发明内容
[0004] 本发明为解决热旋成形出的钛合金筒形旋压件的内径尺寸难以控制,且容易出现内径尺寸超差、椭圆度偏大等缺陷,难以满足高精度筒形件的制造要求,限制了钛合金旋压件应用的问题,进而提出一种钛合金筒形旋压件的校形装置
[0005] 本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明包括分瓣模和芯轴,分瓣模是由多个模块组成的外轮廓为圆柱面的回转体,分瓣模内的下部设有轮廓由下至上渐缩的锥台形内腔,芯轴设置在内腔内,芯轴的外侧设有与内腔轮廓相配合的由下至上渐缩的外侧壁。
[0006] 进一步的,芯轴的上端开有凹槽,小圆板固定安装在凹槽内,拉杆的下端与小圆板的中部连接。
[0007] 进一步的,内腔的顶部设有环形凸台,圆板设置在环形凸台上,圆板的中部开有通孔,拉杆上部的螺纹段穿过圆板中部的通孔与螺帽连接。
[0008] 进一步的,拉杆的上部套装有环形垫片,且环形垫片位于螺帽与圆板上表面之间。
[0009] 进一步的,芯轴内设有空腔。
[0010] 进一步的,分瓣模和芯轴均是钢材质制作的,且所述钢材质的热膨胀系数大于钛合金的热膨胀系数。
[0011] 本发明的有益效果是:当钛合金筒形旋压件套在分瓣模的外侧时,对分瓣模进行加热,筒形旋压件与分瓣模一起受热膨胀。由于筒形旋压件的热膨胀系数要小于分瓣模的热膨胀系数,筒形旋压件的膨胀程度要小于分瓣模的膨胀程度,因而分瓣模对筒形旋压件有扩径的效果。分瓣模的空腔内部的圆锥斜面与芯轴的外表面相接触,芯轴在拉杆的带动下沿轴向滑动,芯轴的外表面径向推动分瓣模向外运动,分瓣模直径扩大,可以对外径更大的钛合金筒形旋压件进行整形。
附图说明
[0012] 图1是本发明的主剖视图,图2是分瓣模的主剖视图,图3是图2的俯视图,图4是芯轴的主剖视图,图5是芯轴上端安装拉杆后的主剖视图。
具体实施方式
[0013] 具体实施方式一:结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置包括分瓣模I和芯轴2,分瓣模I是由多个模块1-1组成的外轮廓为圆柱面的回转体,分瓣模I内的下部设有轮廓由下至上渐缩的锥台形内腔1-2,芯轴2设置在内腔1-2内,芯轴2的外侧设有与内腔1-2轮廓相配合的由下至上渐缩的外侧壁。件分瓣模I放入钛合金筒形旋压件内,分瓣模I的外侧面与钛合金筒形旋压件的内侧面正好配合,芯轴2沿内腔1-2的内侧壁向上移动时,分瓣模I的每个模块沿径向向外扩大,从而与不同内径的钛合金筒形旋压件进行配合。将分瓣模I放入钛合金筒形旋压件内,使得芯轴2沿内腔1-2的内侧壁向上移动,分瓣模I的每个模块便沿径向向外扩大,直至其外侧面与钛合金筒形旋压件的内侧面形成良好配合。随后,利用钛合金和校形模具热膨胀系数的差异,对二者同时加热以实现对钛合金筒形旋压件的整形。本实施方式中模块I的最佳数量为四个。
[0014] 具体实施方式二:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置还包括拉杆3和小圆板7,芯轴2的上端开有凹槽2-1,小圆板7固定安装在凹槽2-1内,拉杆3的下端与小圆板7的中部连接。拉杆3的轴线与芯轴2的轴线以及分瓣模I的轴线重合,向上拉动拉杆3,拉杆3带动芯轴2向上移动。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
[0015] 具体实施方式三:结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式一种钛合金筒形旋压件的校形装置还包括圆板4和螺帽5,内腔1-2的顶部设有环形凸台1-3,圆板4设置在环形凸台1-3上,圆板4的中部开有通孔,拉杆3上部的螺纹段穿过圆板4中部的通孔与螺帽5连接。转动螺帽5,拉杆3沿螺纹方向窜动,进而带动芯轴2上下直线移动。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
[0016] 具体实施方式四:结合图1至图5说明本实施方式,本实施方式所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置的拉杆3的上部套装有环形垫片6,且环形垫片6位于螺帽5与圆板4上表面之间。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
[0017] 具体实施方式五:结合图1至图5说明本实施方式,本实施方式所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置的芯轴2内设有空腔2-2。如此设置,减轻了芯轴2的重量,且方便芯轴2的加工。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
[0018] 具体实施方式六:结合图1至图5说明本实施方式,本实施方式所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置的分瓣模I和芯轴2均是钢材质制作的,且所述钢材质的热膨胀系数大于钛合金的热膨胀系数。采用钢质材质制作分瓣模I和芯轴2使分瓣模I和芯轴2能够承受较高的温度,适用于对钛合金筒形旋压件进行热校形,由于钢材质的热膨胀系数大于钛合金的热膨胀系统,因此在受热时,芯轴2膨胀的程度大于钛合金筒形旋压件的膨胀程度,芯轴2会对钛合金筒形旋压件产生胀形作用,进而实现校形。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
[0019] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质,在本发明的精神和原则之内,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种钛合金筒形旋压件的校形装置,其特征在于:所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置包括分瓣模(1)和芯轴(2),分瓣模(1)是由多个模块(1-1)组成的外轮廓为圆柱面的回转体,分瓣模(1)内的下部设有轮廓由下至上渐缩的锥台形内腔(1-2),芯轴(2)设置在内腔(1-2)内,芯轴(2)的外侧设有与内腔(1-2)轮廓相配合的由下至上渐缩的外侧壁。
2.根据权利要求1所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置,其特征在于:所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置还包括拉杆(3)和小圆板(7),芯轴(2)的上端开有凹槽(2-1),小圆板(7)固定安装在凹槽(2-1)内,拉杆(3)的下端与小圆板(7)的中部连接。
3.根据权利要求1或2所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置,其特征在于:所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置还包括圆板(4)和螺帽(5),内腔(1-2)的顶部设有环形凸台(1-3),圆板(4)设置在环形凸台(1-3)上,圆板(4)的中部开有通孔,拉杆(3)上部的螺纹段穿过圆板⑷中部的通孔与螺帽(5)连接。
4.根据权利要求3所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置,其特征在于:拉杆(3)的上部套装有环形垫片¢),且环形垫片(6)位于螺帽(5)与圆板(4)上表面之间。
5.根据权利要求1所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置,其特征在于:芯轴(2)内设有空腔(2-2)。
6.根据权利要求3所述一种钛合金筒形旋压件的校形装置,其特征在于:分瓣模(1)和芯轴(2)均是钢材质制作的,且所述钢材质的热膨胀系数大于钛合金的热膨胀系数。
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