CN203592077U

CN203592077U - 钛合金双曲度回转筒体的胀形工装

Info

Publication number: CN203592077U
Application number: CN201320676834.5U
Authority: CN
Inventors: 黄景雨; 胡鑫; 张舜; 邓晓旭; 纪校君; 马刚刚
Original assignee: Beijing Aerospace Xinfeng Machinery Equipment Co Ltd
Current assignee: Beijing Aerospace Xinfeng Machinery Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2023-10-30

Abstract

本实用新型提供一种钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，属于金属成型加工领域，该钛合金双曲度回转筒体的胀形工装包括底座、多个胀瓣和胀芯，所述多个胀瓣拼设于所述底座上，外侧面与所述钛合金双曲度回转筒体的内腔一致，内侧拼成大孔在上小孔在下的锥孔，所述胀芯为与所述多个胀瓣拼合成的中心锥孔一致的锥轴，其特征在于：设有胀芯压入限位圈，所述多个胀瓣的数量为8-16中的任何一整数。该工装可保证最大变形率小于6%，确保钛合金双曲度回转筒体的强度，在胀形后连同胀胎在去应力温度时间条件下，消除残余应力，保证钛合金双曲度回转筒体的尺寸精度及产品的一致性。

Description

钛合金双曲度回转筒体的胀形工装

技术领域

本实用新型属于金属成型加工工具，特别是涉及一种钛合金双曲度回转筒体的胀形工装。

背景技术

钛合金双曲度回转筒体是一种两端敞开的中间鼓出的薄壁鼓形锥筒（如图1所示），筒体1的半径是回转轴坐标的3次函数，r=A×｛1-（1-X/B）3｝,其中，X为回转轴坐标，A为筒体1的大端半径、B为常数。该鼓形筒体由于壁薄体积大，无法用车削加工成型，只能采用薄板焊接成锥筒后胀形成鼓形锥筒的方法。但是在胀形的过程中容易出现裂缝，特别是焊缝位置。另外，还需要考虑胀形部位的变形率，按照强度要求，其变形率不得超过5-10%，即胀形后最薄处的厚度应为胀形前厚度的90-95%。该筒体最大变形是在直径约440mm处，该处需胀大到直径460mm。从理论计算看，最大变形率接近5%，但是在实际施工过程中，由于胀瓣式胀形工装的着力点的数量有限，筒体受力不均匀，若一次变形过大，则局部受力大的地方，变形率会超过10%，甚至会开裂（局部拉伸应力超过流动极限）。从理论上讲，着力点越多，圆周各点的变形越均匀，着力点的多少与胀瓣的瓣数有关。但是瓣数越多，不仅使胀形工装的制造成本增加，而且会给使用带来麻烦。另外，变形均匀与否，还与一次胀形的变形率有关。因此，如何提供适当数量胀瓣及能严格控制一次胀形的变形率的胀形工装，是实现变形均匀、保证产品质量的关键。

为了解决上述问题，本实用新型人经过不断研究、设计,并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，所要解决的技术问题是保证在胀形过程中回转筒体的变形率均匀。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，包括底座、多个胀瓣和胀芯，所述多个胀瓣拼设于所述底座上，外侧面与所述钛合金双曲度回转筒体的内腔一致，内侧拼成大孔在上小孔在下的锥孔，所述胀芯为与所述多个胀瓣拼合成的中心锥孔一致的锥轴，其特征在于：设有胀芯压入限位圈，所述多个胀瓣的数量为8-16中的任何一整数。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，其中所述多个胀瓣的最佳数量为9。

前述的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，其中所述胀芯压入限位圈数量为多个，每一个的高度h=(δ/n)ctgα，其中δ为总变形率，n为胀形次数，(δ/n)应≤2.5%，α为胀芯的半锥顶角。

前述的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，其中所述胀芯压入限位圈固设于所述胀芯上端外侧。

前述的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，其中所述胀芯压入限位圈位于多个胀瓣拼合成的中心锥孔内的底座上。

前述的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，其中所述底座、胀瓣、胀芯及胀芯压入限位圈均由耐热材料制成，其中包括耐热钢或耐热铸铁。

本实用新型钛合金双曲度回转筒体的胀形工装通过多次胀形可保证最大变形率小于6%，确保钛合金双曲度回转筒体的强度，在胀形还可作为去应力热整形胎，消除零件的残余应力，保证钛合金双曲度回转筒体的尺寸精度及产品的一致性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型钛合金双曲度回转筒体的结构示意图。

图2是本实用新型钛合金双曲度回转筒体的胀形工装结构示意图。

图3是图2的俯视图。

具体实施方式

请参阅图2、图3所示，本实用新型较佳实施例的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，包括底座2、多个胀瓣3和胀芯4，所述多个胀瓣3拼设于所述底座2上，外侧面与所述钛合金双曲度回转筒体的内腔一致，内侧拼成大孔在上小孔在下的锥孔，所述胀芯4为与所述多个胀瓣拼合成的中心锥孔一致的锥轴，其中：设有胀芯压入限位圈5，所述多个胀瓣的数量为8-16中的任何一整数。

在图示具体实施方式中，所述多个胀瓣的最佳数量为9。该数量能保证胀形过程中不会过度变薄。

所述胀芯压入限位圈数量为多个，每一个的高度h=(δ/n)ctgα，其中δ为总变形率，n为胀形次数，(δ/n)应≤2.5%，α为胀芯的半锥顶角，δ=(r2-r1)/r1，r1为最大变形处涨形前的半径，r2为最大变形处涨形后的半径。胀形时由高到低依次使用一个胀芯压入限位圈。

所述胀芯压入限位圈还可固设于所述胀芯上端外侧（如图2中的6）。通过调节胀芯压入限位圈胀芯上的高度位置来控制每次最大变形率，也可以将胀芯压入限位圈置于胀瓣顶部，在胀芯顶部设置限位法兰。

所述胀芯压入限位圈位于多个胀瓣拼合成的中心锥孔内的底座上。

当胀芯压入限位圈位于多个胀瓣拼合成的中心锥孔内的底座上时，若最大变形处的半径由300mm胀到320mm，则总变形率δ为6.66%，为控制每次最大变形率(δ/n)应≤2.5%，则n=3，即分三次胀形，若α为6o，ctgα=9.514，则第一次胀形的胀芯压入限位圈的厚度为127mm，第二次胀形的胀芯压入限位圈的厚度为63.5mm，第三次则不用限位圈，将胀芯压到底。

所述底座、胀瓣、胀芯及胀芯压入限位圈均由耐热材料制成，其中包括耐热钢或耐热铸铁。选用耐热材料制作胀胎的目的是用于热定型。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，包括底座、多个胀瓣和胀芯，所述多个胀瓣拼设于所述底座上，外侧面与所述钛合金双曲度回转筒体的内腔一致，内侧拼成大孔在上小孔在下的锥孔，所述胀芯为与所述多个胀瓣拼合成的中心锥孔一致的锥轴，其特征在于：设有胀芯压入限位圈，所述多个胀瓣的数量为8-16中的任何一整数。

2.根据权利要求1所述的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，其特征在于，所述多个胀瓣的最佳数量为9。

3.根据权利要求1所述的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，其特征在于，所述胀芯压入限位圈数量为多个，每一个的高度h=(δ/n)ctgα，其中δ为总变形率，n为胀形次数，(δ/n)应≤2.5%，α为胀芯的半锥顶角。

4.根据权利要求1所述的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，其特征在于，所述胀芯压入限位圈固设于所述胀芯上端外侧。

5.根据权利要求1所述的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，其特征在于，所述胀芯压入限位圈位于多个胀瓣拼合成的中心锥孔内的底座上。

6.根据权利要求1所述的钛合金双曲度回转筒体的胀形工装，其特征在于，所述底座、胀瓣、胀芯及胀芯压入限位圈均由耐热材料制成，其中包括耐热钢或耐热铸铁。