CN117753836A - 一种钛合金薄壁件空间成型装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于螺旋管件成型技术领域，特别涉及一种钛合金薄壁件空间成型装置及方法。该装置包括真空室及设置于真空室内的机械手、推头、直线段定型导向管、加热模块及空间螺旋成型模具，其中推头、直线段定型导向管、加热模块及空间螺旋成型模具依次设置，直线段定型导向管用于钛合金薄壁直管的定位和导向，推头用于推送插设于直线段定型导向管内的钛合金薄壁直管，钛合金薄壁直管经过加热模块加热软化后进入空间螺旋成型模具内成型为钛合金薄壁空间螺旋管，机械手用于钛合金薄壁直管上料和钛合金薄壁空间螺旋管下料。本发明在真空环境下进行预热软化成型，有效达到预热软化温度，能够减少残余应力,达到提高空间成型精度的目的。

Description

一种钛合金薄壁件空间成型装置及方法

技术领域

本发明属于螺旋管件成型技术领域，特别涉及一种钛合金薄壁件空间成型装置及方法。

背景技术

钛合金薄壁空间螺旋管件在能源、化工、热交换器等领域越来越多的被广泛应用。目前，钛合金薄壁空间螺旋管件成型一般都在常规环境下预热400℃至600℃软化，这种在常规环境下预热软化空间成型的钛合金薄壁空间螺旋管件，因钛合金结晶温度在800℃至1000℃，对于壁厚只有1至3mm的钛合金薄壁空间螺旋管件挤压成型容易出现微裂纹现象，进而会影响高温冲击疲劳寿命和耐腐蚀性能。然而，提高预热温度会有瓶颈，温度在520℃至740℃与氧形成氧化钛，温度在830℃至940℃与氮形成氮化钛。氧化钛和氮化钛是脆性化合物,使钛合金薄壁空间螺旋管件的塑性韧性下降，所产生的脆性化合与钛合金的热膨胀系数不同，会形成热应力及钛合金薄壁空间螺旋管件表面疲劳裂纹源。因此，如何提高高温软化且避免生成脆性化合物现象是丞待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种钛合金薄壁件空间成型装置及方法，以解决常规环境预热软化温度不能过高,不能有效达到预热软化过程中减少残余应力及提高空间成型精度的目的的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种钛合金薄壁件空间成型装置，包括真空室及设置于真空室内的机械手、推头、直线段定型导向管、加热模块及空间螺旋成型模具，其中推头、直线段定型导向管、加热模块及空间螺旋成型模具依次设置，直线段定型导向管用于钛合金薄壁直管的定位和导向，推头用于推送插设于直线段定型导向管内的钛合金薄壁直管，使钛合金薄壁直管经过加热模块加热软化后进入空间螺旋成型模具内，再经过空间螺旋成型模具成型为钛合金薄壁空间螺旋管，机械手用于钛合金薄壁直管的上料和钛合金薄壁空间螺旋管的下料。

在一种可能实现的方式中，所述空间螺旋成型模具包括空间螺旋成型定模和空间螺旋成型动模，其中空间螺旋成型定模固定在所述真空室内，空间螺旋成型动模能够沿靠近或远离空间螺旋成型定模方向移动，空间螺旋成型动模与空间螺旋成型定模合模形成螺旋成型腔；空间螺旋成型定模和空间螺旋成型动模内均设有冷却循环管路。

所述螺旋成型腔的形状在五分之一螺旋圈至二分之一螺旋圈之间。

在一种可能实现的方式中，所述空间螺旋成型定模包括固定连接部和内部空间螺旋曲体，其中固定连接部的一端与内部空间螺旋曲体连接，另一端与所述真空室连接；所述内部空间螺旋曲体上设有内部空间螺旋曲面，内部空间螺旋曲面的两侧为内部空间螺旋分型曲面；

所述空间螺旋成型动模包括活动连接部、外部空间螺旋曲体及动模驱动部，其中外部空间螺旋曲体上设有外部空间螺旋曲面，外部空间螺旋曲面的两侧为外部空间螺旋分型曲面；活动连接部的一端与外部空间螺旋曲体连接，另一端与动模驱动部连接，动模驱动部设置于所述真空室内，用于驱动外部空间螺旋曲体与内部空间螺旋曲体合模或分离；

当外部空间螺旋曲体与内部空间螺旋曲体合模时，外部空间螺旋分型曲面与内部空间螺旋分型曲面贴合，外部空间螺旋曲面和内部空间螺旋曲面围合成所述螺旋成型腔。

在一种可能实现的方式中，所述真空室包括进料真空室、成型真空室及缓存出料真空室，其中缓存出料真空室位于底部，成型真空室设置于缓存出料真空室的上方，所述机械手、推头、直线段定型导向管、加热模块及空间螺旋成型模具均设置于成型真空室内;

进料真空室设置于成型真空室内，进料真空室的侧壁设有用于进料的进料真空室入口门，所述进料真空室的顶部设有用于出料的进料真空室出口门；所述机械手从进料真空室出口门将进料真空室内的钛合金薄壁直管输送至所述成型真空室内。

在一种可能实现的方式中，所述缓存出料真空室包括缓存真空室和出料真空室，出料真空室位于所述进料真空室的底部，出料真空室的侧壁设有出料真空室出口门；缓存真空室和出料真空室之间设有缓存真空室出口门；缓存真空室的顶部设有缓存真空室入口门，缓存真空室入口门位于所述空间螺旋成型模具的下方；缓存真空室远离所述出料真空室的一侧设有摆料滑块，摆料滑块用于推动缓存真空室内的钛合金薄壁空间螺旋管至出料真空室内。

在一种可能实现的方式中，所述真空室的顶部设有控制单元及与控制单元连接的真空泵、热交换器及驱动单元，其中真空泵用于所述真空室的抽真空；热交换器用于与所述空间螺旋成型模具内的冷却循环管路连接且进行热交换；驱动单元用于控制机械手、推头及空间螺旋成型模具动作。

本发明另一方面提供一种利用如上所述的钛合金薄壁件空间成型装置的成型方法，包括以下步骤：

步骤S1：机械手将进料真空室内的钛合金薄壁直管向成型真空室上料；

步骤S2：机械手抓取单根钛合金薄壁直管，将单根钛合金薄壁直管的一头插入直线段定型导向管内，钛合金薄壁直管的头部被加热模块进行梯度软化；

步骤S3：推头推动钛合金薄壁直管的尾部，钛合金薄壁直管被软化部分逐渐进入空间螺旋成型定模和空间螺旋成型动模合模后形成的螺旋成型腔内，且被逐渐挤压成形为空间螺旋段，同时空间螺旋成型定模和空间螺旋成型动模内的冷却循环管路对空间螺旋段进行梯度降温定型；

步骤S4：推头继续推动钛合金薄壁直管，使定型后的空间螺旋段逐渐被挤压出螺旋成型腔，直至使钛合金薄壁直管全部进入螺旋成型腔内，完成多段空间螺旋段的连续成型；

步骤S5：推头回零位；空间螺旋成型动模移动脱模，获得钛合金薄壁空间螺旋管；

步骤S6：机械手将钛合金薄壁空间螺旋管由缓存真空室入口门输送至缓存出料真空室内，缓存出料。

在一种可能实现的方式中，在步骤S1中，机械手向成型真空室上料的过程包括以下步骤：

步骤M1：进料真空室的进料真空室出口门关闭,进料真空室真空环境破坏联通大气，进料真空室的进料真空室入口门打开；多根钛合金薄壁直管人工上料进入进料真空室内；

步骤M2：进料真空室的进料真空室入口门关闭,进料真空室真空环境建立；进料真空室的进料真空室出口门打开；

步骤M3：机械手将多根钛合金薄壁直管从进入进料真空室内搬运至成型真空室，进料真空室的进料真空室出口门关闭。

在一种可能实现的方式中，在步骤S4中，缓存出料的过程包括如下步骤：

步骤N1：缓存真空室的缓存真空室出口门打开，摆料滑块将钛合金薄壁空间螺旋管从缓存真空室经过缓存真空室出口门水平推入出料真空室内，缓存真空室的缓存真空室出口门关闭；

步骤N2：出料真空室真空环境破坏，联通大气，出料真空室的出料真空室出口门打开，多根钛合金薄壁空间螺旋管人工取出；

步骤N3：出料真空室的出料真空室出口门关闭,出料真空室真空环境建立；缓存真空室的缓存真空室出口门打开。

本发明的优点及有益效果是：本发明提供的一种钛合金薄壁件空间成型装置及方法，在真空环境下进行钛合金薄壁管的预热软化成型，既能避免常规软化温度下产生微裂纹，又能避免较高的软化温度下产生脆化物，进而影响高温热冲击耐腐蚀和疲劳性能的问题，提高钛合金薄壁空间螺旋管的寿命。本发明突破了常规环境预热软化温度不能过高的局限,在真空环境下能有效达到预热软化温度，能够减少残余应力,达到提高空间成型精度的目的。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种钛合金薄壁件空间成型装置的等轴视图；

图2为图1的A处局部放大图；

图3为本发明中空间螺旋成型定模的等轴视图；

图4为本发明中空间螺旋成型动模的等轴视图。

图中：1-真空室，101-进料真空室，102-成型真空室，103-缓存真空室，104-出料真空室，105-进料真空室入口门，106-进料真空室出口门，107-缓存真空室入口门，108-缓存真空室出口门，109-出料真空室出口门，2-机械手，3-推头，4-直线段定型导向管；5-钛合金薄壁直管，6-加热线圈，7-空间螺旋成型定模，701-固定连接部，702-内部空间螺旋曲体，703-内部空间螺旋曲面，704-内部空间螺旋分型曲面，8-空间螺旋成型动模，801-活动连接部，802-外部空间螺旋曲体，803-外部空间螺旋曲面，804-外部空间螺旋分型曲面，9-钛合金薄壁空间螺旋管，10-摆料滑块，11-控制单元，12-真空泵，13-热交换器，14-驱动单元。

具体实施方式

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一实施例提供一种钛合金薄壁件空间成型装置，能有效达到预热软化过程中减少残余应力及提高空间成型精度的目的。参见图1、图2所示，该钛合金薄壁件空间成型装置，包括真空室1及设置于真空室1内的机械手2、推头3、直线段定型导向管4、加热模块及空间螺旋成型模具，其中推头3、直线段定型导向管4、加热模块及空间螺旋成型模具依次设置，直线段定型导向管4用于钛合金薄壁直管5的定位和导向，推头3用于推送插设于直线段定型导向管4内的钛合金薄壁直管5，钛合金薄壁直管5经过加热模块加热软化后进入空间螺旋成型模具内，再经过空间螺旋成型模具成型为钛合金薄壁空间螺旋管9，机械手2用于钛合金薄壁直管5的上料和钛合金薄壁空间螺旋管9的下料。

参见图1所示，本发明的实施例中，真空室1包括进料真空室101、成型真空室102及缓存出料真空室，其中缓存出料真空室位于底部，成型真空室102设置于缓存出料真空室的上方，机械手2、推头3、直线段定型导向管4、加热模块及空间螺旋成型模具均设置于成型真空室102内;进料真空室101设置于成型真空室102内，进料真空室101的侧壁设有用于进料的进料真空室入口门105，进料真空室101的顶部设有用于出料的进料真空室出口门106；机械手2从进料真空室出口门106将进料真空室101内的钛合金薄壁直管5输送至成型真空室102内。

本发明的实施例中，缓存出料真空室包括缓存真空室103和出料真空室104，出料真空室104位于进料真空室101的底部，出料真空室104的侧壁设有出料真空室出口门109，且出料真空室出口门109与进料真空室入口门105位于同侧，方便进出料。缓存真空室103和出料真空室104之间设有缓存真空室出口门108；缓存真空室103的顶部设有缓存真空室入口门107，缓存真空室入口门107位于空间螺旋成型模具的下方；缓存真空室103远离出料真空室104的一侧设有摆料滑块10，摆料滑块10用于推动缓存真空室103内的钛合金薄壁空间螺旋管9至出料真空室104内。具体地，摆料滑块10可采用现有技术中任何一种具有直线驱动功能的机构，在此不做限定。同样，推头3也采用现有技术中任何一种具有直线驱动功能的机构，在此不做限定。

本发明的实施例中，真空室1的顶部设有控制单元11及与控制单元11连接的真空泵12、热交换器13及驱动单元14，其中真空泵12用于真空室1的抽真空；热交换器13用于空间螺旋成型模具的热交换；驱动单元14用于控制机械手2、推头3及空间螺旋成型模具动作。

参见图2所示，本发明的实施例中，空间螺旋成型模具包括空间螺旋成型定模7和空间螺旋成型动模8，其中空间螺旋成型定模7固定在真空室1内，空间螺旋成型动模8能够沿靠近或远离空间螺旋成型定模7方向移动，空间螺旋成型动模8与空间螺旋成型定模7合模形成螺旋成型腔；空间螺旋成型定模7和空间螺旋成型动模8内均设有冷却循环管路，冷却循环管路与热交换器13连接。

优选地，螺旋成型腔的形状在五分之一螺旋圈至二分之一螺旋圈之间。本实施例中，螺旋成型腔的形状为四分之一螺旋圈。

参见图3所示，本发明的实施例中，空间螺旋成型定模7包括固定连接部701和内部空间螺旋曲体702，其中固定连接部701的一端与内部空间螺旋曲体702连接，另一端与真空室1连接。参见图4所示，空间螺旋成型动模8包括活动连接部801、外部空间螺旋曲体802及动模驱动部，其中活动连接部801的一端与外部空间螺旋曲体802连接，另一端与动模驱动部连接，动模驱动部设置于真空室1内，用于驱动外部空间螺旋曲体802与内部空间螺旋曲体702合模或分离。

进一步地，内部空间螺旋曲体702的凸起侧设有内部空间螺旋曲面703，内部空间螺旋曲面703的两侧为内部空间螺旋分型曲面704；外部空间螺旋曲体802的内凹侧设有外部空间螺旋曲面803，外部空间螺旋曲面803的两侧为外部空间螺旋分型曲面804；当外部空间螺旋曲体802与内部空间螺旋曲体702合模时，外部空间螺旋分型曲面804与内部空间螺旋分型曲面704贴合，外部空间螺旋曲面803和内部空间螺旋曲面703围合成上述螺旋成型腔。

具体地，推头3推动钛合金薄壁直管5的尾部，使钛合金薄壁直管5被软化的部分逐渐进入空间螺旋成型定模7和空间螺旋成型动模8合模后形成的螺旋成型腔内，且逐渐被挤压成形为空间螺旋段，同时空间螺旋成型定模7和空间螺旋成型动模8内的冷却循环管路对空间螺旋段进行梯度降温定型；推头3继续推动钛合金薄壁直管5，使定型后的空间螺旋段逐渐被挤压出螺旋成型腔，直至使钛合金薄壁直管5全部进入螺旋成型腔内，完成多段空间螺旋段的连续成型；推头3回零位；空间螺旋成型动模8移动脱模，获得钛合金薄壁空间螺旋管9。在热挤压过程中，空间螺旋段在螺旋成型腔的内部与外部均为空间螺旋运动，每段空间螺旋段在螺旋成型腔的内部运动过程已经完成渐变的热挤压变形及冷却淬火定型硬化过程。因此，钛合金薄壁空间螺旋管9在螺旋成型腔外部为空间螺旋运动，即使受重力影响因其部分已经硬化、淬火，不会影响产品一致性。

本发明的实施例中，加热模块采用加热线圈6，加热线圈6同轴安装在直线段定型导向管4的前端部，加热线圈6通过36V高频（1300～32000Hz)对钛合金薄壁直管5加热，在6秒至13秒内迅速升温至970℃±7℃的预热软化温度。空间螺旋成型定模7和空间螺旋成型动模8优选材质为金属热挤压陶瓷，工作温度下的维氏硬度HV400±6，摩擦系数0.27，线膨胀系数8.7×10^-6mm/℃。

本发明的实施例中，控制单元11用于逻辑整体控制，热交换器13用于与空间螺旋成型定模7与空间螺旋成型动模8的热交换，优选水冷子系统、空调子系统、真空穿墙接头、真空管路、真空换热器等，能让空间螺旋成型定模7与空间螺旋成型动模8对钛合金薄壁空间螺旋管9梯度热传导散热。本实施例中，选用水冷循环冷却，空间螺旋成型定模7和空间螺旋成型动模8内的冷却循环管路通过水冷耐压柔性管道及穿墙接头与真空室1外部的热交换器13连接，形成冷却水循环。热交换器13通过风扇和散热片将空间螺旋成型定模7和空间螺旋成型动模8热传导出来的热量持续的消耗掉，热交换器13的整个系统为真空高温合金冶炼常见外购设备。驱动单元14能在真空室内驱动推头3和摆料滑块10实现直线运动,实现方式优选真空伺服电机、丝杠丝母配合导轨滑块等常用真空内直线运动的驱动单元，在此不再赘述。

本发明一实施例提供的一种钛合金薄壁件空间成型装置，在真空环境下对钛合金薄壁直管5进行预热软化，既能避免常规软化温度下产生微裂纹，又能避免较高的软化温度下产生脆化物，进而影响高温热冲击耐腐蚀和疲劳性能。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例提供一种利用如上所述的钛合金薄壁件空间成型装置的成型方法，包括以下步骤：

步骤S1：机械手2将进料真空室101内的钛合金薄壁直管5向成型真空室102上料；

步骤S2：机械手2抓取单根钛合金薄壁直管5，将单根钛合金薄壁直管5的一头插入直线段定型导向管4内，钛合金薄壁直管5的头部被加热模块进行梯度软化；

步骤S3：推头3推动钛合金薄壁直管5的尾部，使钛合金薄壁直管5被软化的部分逐渐进入空间螺旋成型定模7和空间螺旋成型动模8合模后形成的螺旋成型腔内，且逐渐被挤压成形为空间螺旋段，同时空间螺旋成型定模7和空间螺旋成型动模8内的冷却循环管路对空间螺旋段进行梯度降温定型；

步骤S4：推头3继续推动钛合金薄壁直管5，使定型后的空间螺旋段逐渐被挤压出螺旋成型腔，直至使钛合金薄壁直管（5）全部进入螺旋成型腔内，完成多段空间螺旋段的连续成型；

步骤S5：推头3回零位；空间螺旋成型动模8移动脱模，获得钛合金薄壁空间螺旋管9；

步骤S6：机械手2将钛合金薄壁空间螺旋管9由缓存真空室入口门107输送至缓存出料真空室的缓存真空室103内，缓存出料。

在步骤S1中，机械手2向成型真空室102上料的过程包括以下步骤：

步骤M1：进料真空室101的进料真空室出口门106关闭,进料真空室101真空环境破坏联通大气，进料真空室101的进料真空室入口门105打开；多根钛合金薄壁直管5人工上料进入进料真空室101内；

步骤M2：进料真空室101的进料真空室入口门105关闭,进料真空室101真空环境建立；进料真空室101的进料真空室出口门106打开；

步骤M3：机械手2将多根钛合金薄壁直管5从进入进料真空室101内搬运至成型真空室102，进料真空室101的进料真空室出口门106关闭，完成上料。

在步骤S4中，缓存出料的过程包括如下步骤：

步骤N1：缓存真空室103的缓存真空室出口门108打开，摆料滑块10推动钛合金薄壁空间螺旋管9，将钛合金薄壁空间螺旋管9从缓存真空室出口门108水平推入出料真空室104内，缓存真空室103的缓存真空室出口门108关闭；

步骤N2：出料真空室104真空环境破坏，联通大气，出料真空室104的出料真空室出口门109打开，多根钛合金薄壁空间螺旋管9人工取出；

步骤N3：出料真空室104的出料真空室出口门109关闭,出料真空室104真空环境建立；缓存真空室103的缓存真空室出口门108打开，完成出料。

进一步地，由于空间螺旋成型定模7和空间螺旋成型动模8通过冷却循环管路进行降温散热，所以将钛合金薄壁空间螺旋管9的热量成梯度形式散失。

本发明的实施例中，真空室1内的真空度在10^-3 Pa以上，确保氧气和氮气能够从钛合金中充分地挥发出来，从而达到去除氧气和氮气的效果。机械手2优选至少四个自由度的机械手，分别是上下、水平前后、水平左右和夹持与松开钛合金薄壁直管5。本实例中，钛合金薄壁直管5的壁厚为1.2mm，具体采用牌号TC4。

本发明提供的一种钛合金薄壁件空间成型方法，在真空环境下进行钛合金预热软化及成型。本发明突破常规环境预热软化温度不能过高的局限,能有效达到较高的预热软化温度，减少残余应力, 提高高温疲劳寿命，进而达到提高空间成型精度的目的。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种钛合金薄壁件空间成型装置，其特征在于，包括真空室（1）及设置于真空室（1）内的机械手（2）、推头（3）、直线段定型导向管（4）、加热模块及空间螺旋成型模具，其中推头（3）、直线段定型导向管（4）、加热模块及空间螺旋成型模具依次设置，直线段定型导向管（4）用于钛合金薄壁直管（5）的定位和导向，推头（3）用于推送插设于直线段定型导向管（4）内的钛合金薄壁直管（5），使钛合金薄壁直管（5）经过加热模块加热软化后进入空间螺旋成型模具内，再经过空间螺旋成型模具成型为钛合金薄壁空间螺旋管（9），机械手（2）用于钛合金薄壁直管（5）的上料和钛合金薄壁空间螺旋管（9）的下料。

2.根据权利要求1所述的钛合金薄壁件空间成型装置，其特征在于，所述空间螺旋成型模具包括空间螺旋成型定模（7）和空间螺旋成型动模（8），其中空间螺旋成型定模（7）固定在所述真空室（1）内，空间螺旋成型动模（8）能够沿靠近或远离空间螺旋成型定模（7）方向移动，空间螺旋成型动模（8）与空间螺旋成型定模（7）合模形成螺旋成型腔；空间螺旋成型定模（7）和空间螺旋成型动模（8）内均设有冷却循环管路。

3.根据权利要求2所述的钛合金薄壁件空间成型装置，其特征在于，所述螺旋成型腔的形状在五分之一螺旋圈至二分之一螺旋圈之间。

4.根据权利要求2所述的钛合金薄壁件空间成型装置，其特征在于，所述空间螺旋成型定模（7）包括固定连接部（701）和内部空间螺旋曲体（702），其中固定连接部（701）的一端与内部空间螺旋曲体（702）连接，另一端与所述真空室（1）连接；所述内部空间螺旋曲体（702）上设有内部空间螺旋曲面（703），内部空间螺旋曲面（703）的两侧为内部空间螺旋分型曲面（704）；

所述空间螺旋成型动模（8）包括活动连接部（801）、外部空间螺旋曲体（802）及动模驱动部，其中外部空间螺旋曲体（802）上设有外部空间螺旋曲面（803），外部空间螺旋曲面（803）的两侧为外部空间螺旋分型曲面（804）；活动连接部（801）的一端与外部空间螺旋曲体（802）连接，另一端与动模驱动部连接，动模驱动部设置于所述真空室（1）内，用于驱动外部空间螺旋曲体（802）与内部空间螺旋曲体（702）合模或分离；

当外部空间螺旋曲体（802）与内部空间螺旋曲体（702）合模时，外部空间螺旋分型曲面（804）与内部空间螺旋分型曲面（704）贴合，外部空间螺旋曲面（803）和内部空间螺旋曲面（703）围合成所述螺旋成型腔。

5.根据权利要求2所述的钛合金薄壁件空间成型装置，其特征在于，所述真空室（1）包括进料真空室（101）、成型真空室（102）及缓存出料真空室，其中缓存出料真空室位于底部，成型真空室（102）设置于缓存出料真空室的上方，所述机械手（2）、推头（3）、直线段定型导向管（4）、加热模块及空间螺旋成型模具均设置于成型真空室（102）内;

进料真空室（101）设置于成型真空室（102）内，进料真空室（101）的侧壁设有用于进料的进料真空室入口门（105），所述进料真空室（101）的顶部设有用于出料的进料真空室出口门（106）；所述机械手（2）从进料真空室出口门（106）将进料真空室（101）内的钛合金薄壁直管（5）输送至所述成型真空室（102）内。

6.根据权利要求5所述的钛合金薄壁件空间成型装置，其特征在于，所述缓存出料真空室包括缓存真空室（103）和出料真空室（104），出料真空室（104）位于所述进料真空室（101）的底部，出料真空室（104）的侧壁设有出料真空室出口门（109）；缓存真空室（103）和出料真空室（104）之间设有缓存真空室出口门（108）；缓存真空室（103）的顶部设有缓存真空室入口门（107），缓存真空室入口门（107）位于所述空间螺旋成型模具的下方；缓存真空室（103）远离所述出料真空室（104）的一侧设有摆料滑块（10），摆料滑块（10）用于推动缓存真空室（103）内的钛合金薄壁空间螺旋管（9）至出料真空室（104）内。

7.根据权利要求1所述的钛合金薄壁件空间成型装置，其特征在于，所述真空室（1）的顶部设有控制单元（11）及与控制单元（11）连接的真空泵（12）、热交换器（13）及驱动单元（14），其中真空泵（12）用于所述真空室（1）的抽真空；热交换器（13）用于与所述空间螺旋成型模具内的冷却循环管路连接且进行热交换；驱动单元（14）用于控制机械手（2）、推头（3）及空间螺旋成型模具动作。

8.一种利用权利要求6所述的钛合金薄壁件空间成型装置的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：机械手（2）将进料真空室（101）内的钛合金薄壁直管（5）向成型真空室（102）上料；

步骤S2：机械手（2）抓取单根钛合金薄壁直管（5），将单根钛合金薄壁直管（5）的一头插入直线段定型导向管（4）内，钛合金薄壁直管（5）的头部被加热模块进行梯度软化；

步骤S3：推头（3）推动钛合金薄壁直管（5）的尾部，使钛合金薄壁直管（5）被软化部分逐渐进入空间螺旋成型定模（7）和空间螺旋成型动模（8）合模后形成的螺旋成型腔内，且被逐渐挤压成形为空间螺旋段；同时空间螺旋成型定模（7）和空间螺旋成型动模（8）内的冷却循环管路对空间螺旋段进行梯度降温定型；

步骤S4：推头（3）继续推动钛合金薄壁直管（5），使定型后的空间螺旋段逐渐被挤压出螺旋成型腔，直至使钛合金薄壁直管（5）全部进入螺旋成型腔内，完成多段空间螺旋段的连续成型；

步骤S5：推头（3）回零位；空间螺旋成型动模（8）移动脱模，获得钛合金薄壁空间螺旋管（9）；

步骤S6：机械手（2）将钛合金薄壁空间螺旋管（9）由缓存真空室入口门（107）输送至缓存出料真空室内，缓存出料。

9.根据权利要求8所述的成型方法，其特征在于，在步骤S1中，机械手（2）向成型真空室（102）上料的过程包括以下步骤：

步骤M1：进料真空室（101）的进料真空室出口门（106）关闭,进料真空室（101）真空环境破坏联通大气，进料真空室（101）的进料真空室入口门（105）打开；多根钛合金薄壁直管（5）人工上料进入进料真空室（101）内；

步骤M2：进料真空室（101）的进料真空室入口门（105）关闭,进料真空室（101）真空环境建立；进料真空室（101）的进料真空室出口门（106）打开；

步骤M3：机械手（2）将多根钛合金薄壁直管（5）从进入进料真空室（101）内搬运至成型真空室（102），进料真空室（101）的进料真空室出口门（106）关闭。

10.根据权利要求8所述的成型方法，其特征在于，在步骤S4中，缓存出料的过程包括如下步骤：

步骤N1：缓存真空室（103）的缓存真空室出口门（108）打开，摆料滑块（10）将钛合金薄壁空间螺旋管（9）从缓存真空室（103）经过缓存真空室出口门（108）水平推入出料真空室（104）内，缓存真空室（103）的缓存真空室出口门（108）关闭；

步骤N2：出料真空室（104）真空环境破坏，联通大气，出料真空室（104）的出料真空室出口门（109）打开，多根钛合金薄壁空间螺旋管（9）人工取出；

步骤N3：出料真空室（104）的出料真空室出口门（109）关闭,出料真空室（104）真空环境建立；缓存真空室（103）的缓存真空室出口门（108）打开。