CN215697001U - 一种钛合金薄壁件通用多功能热校形框架 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钛合金热校形的技术领域，具体涉及一种钛合金薄壁件通用多功能热校形框架，其包括夹具上模、夹具下模和施力螺杆，其中，所述的夹具上模为H型结构，包括上模吊棒、飞边和螺栓孔；所述的夹具下模包括下模吊棒、凸起和底板。使用本实用新型提供的钛合金薄壁件通用多功能热校形框架成本降低、周期缩短、功能多样。

Description

一种钛合金薄壁件通用多功能热校形框架

技术领域

本实用新型属于钛合金热校形的技术领域，具体涉及一种钛合金薄壁件通用多功能热校形框架。

背景技术

随着我国航空航天业的飞速发展，对航空零件的性能要求也越来越高，重量轻、结构紧凑的合金薄壁件的应用越来越广泛。钛合金作为一种理想的轻质材料，在航空航天等领域具有非常广泛的应用，钛合金具有重量轻、比强度高、耐高温、抗腐蚀性好等优点。然而，钛合金在加工过程中切削力大、切削温度高、冷硬现象比较严重，属于典型的难加工材料。在实际生产中，常采用数控加工的方法加工钛合金薄壁件，一般经过二次加工。首先在粗加工工序中，从实体坯料上去除大量的材料，然后利用热校形进行去应力退火并消除粗加工变形。然后对零件进形精加工，精加工后继续利用热校形消除零件变形，保证零件质量。

钛合金盒形件是飞机的重要承力、连接部件，由5个钛合金薄壁件焊接成形，其中2个为肋形件。每架飞机上的盒形件共计8个，每个肋件制造流程都是铣基准面——一面粗加工——二面粗加工——去应力退火兼顾保基准——一面精加工——二面精加工——去辅助支撑——热校形——测量——清洗——荧光检查——检验——交付。每个钛合金薄壁肋形件在去应力退火和热校形过程中需要2套热校形夹具，8个零件即需要16套夹具。

该生产过程主要存在的缺点：

(1)成本高：需要16套热校形工装，仅工装成本约为100万，能源浪费多，生产成本高昂；

(2)周期长：由于工装数量多，设计制造周期长，每多一套模具，其设计制造周期就会多15天，且在零件使用过程中会增加装卸的时间成本。

实用新型内容

针对以上不足，提出一种钛合金薄壁件通用多功能热校形框架，把原来的 16套热校形工装的作用和功能集成到一个通用框架上。即利用一套热校形夹具和专用夹块来完成原来不同状态零件的热处理和校形需求。使用中利用通用框架和各零件专用夹块完成不同零件不同状态的去应力退火，同时保证零件的外形，便于零件的后续精加工和保证零件的最终外形和尺寸。

钛合金薄壁机加肋形件数量共为16件，且零件尺寸长、宽、高相差不多，因此可以设计一个通用框架，并根据各零件特点设计专用夹块，利用通用框架对专用夹块施加力。由于钛合金薄壁零件各热校形状态不同，每次热处理校形时夹持部位不一，因此可以设计一种柔性多点施力的夹具，根据不同零件的特点，选取不同部位进行夹持和施力，使零件校正，保证热校形后的零件外形尺寸符合要求，如图1所示。

本实用新型的技术方案为：

一种钛合金薄壁件通用多功能热校形框架，其包括夹具上模1、夹具下模2 和施力螺杆3。

所述的夹具上模1为H型结构，包括上模吊棒101、飞边102和螺栓孔103；所述的夹具上模1的两侧下端设置有飞边102，与夹具下模2的凸起202相配合；夹具上模1两侧各设置两个上模吊棒101；夹具上模1的表面均布64个螺栓孔 103。

所述的夹具下模2包括下模吊棒201、凸起202和底板203；所述的底板203 的两端设置向内的凸起202，使夹具下模2整体为凹型结构，下模吊棒201设置于底板203的两端，位于吊棒201的外侧，两端各设置两个下模吊棒201。

所述的施力螺杆3为外六角螺栓。

本实用新型的效果和益处是：

(1)成本降低：钛合金薄壁肋形件有16件，工装数量减少70％，粗略估计工装成本节省至少70万；

(2)周期缩短：由于工装数量减少，设计制造周期随之减少；整个生产周期至少缩短50％，提高生产效率；

(3)功能多样：根据不同零件特点，对于变形量小的零件，只需工装自身施力即可完成零件校形；对于变形量大的零件压力机可通过通用热处理夹具进行二次施力，保证零件校形尺寸。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的钛合金薄壁件通用多功能热校形框架的结构示意图。

图2A和图2B为本实用新型实施例中提供的钛合金薄壁件通用多功能热校形框架的夹具上模结构示意图，图2A为主视图，图2B为俯视图。

图3A和图3B为本实用新型实施例中提供的钛合金薄壁件通用多功能热校形框架的夹具下模结构示意图，图3A为主视图，图3B为俯视图。

图4A和图4B为钛合金薄壁肋形件校正示意图，图4A为主视图，图4B为俯视图。

图中：1夹具上模；2夹具下模；3施力螺杆；4第一夹块；5第二夹块；6 第三夹块；7第四夹块；8零件；9底座；101上模吊棒；102飞边；103螺栓孔；201下模吊棒；202凸起；203底板。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本实用新型的具体实施方式。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本实用新型的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本实用新型的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图1为本实用新型实施例中提供的钛合金薄壁件通用多功能热校形框架的结构示意图。如图1所示，在本实施例中，钛合金薄壁件通用多功能热校形框架包括夹具上模1、夹具下模2和施力螺杆3。

如图2A和图2B所示，夹具上模1为H型结构，包括上模吊棒101、飞边 102和螺栓孔103，夹具上模1的两侧下端设置有飞边102，其主要作用是作为施力螺杆的承力结构，根据16个不同零件尺寸的大小，最终将夹具上模尺寸按照最大零件尺寸设计，为了保证模具有足够的刚度，在螺栓施力过程不变形，因此与螺栓连接的平面厚度设计为100mm。

夹具上模1两侧各设置两个上模吊棒101，用于模具的搬运和与夹具下模2 的装配。夹具上模1的两侧飞边102是为了与夹具下模1的凸起202相配合，使得夹具上模1与夹具下模2装配，从而形成一个整体的框架。夹具上模1表面均布64个螺栓孔103，保证零件受力均匀。夹具上模1的H上部分高度是 150mm，两侧支柱的平面度为0.1，是因为零件各个校正点的高度不一，在保证螺栓拧入后，螺栓的高度低于两侧支柱的高度，同时压力机还可以根据不同零件的校形要求通过夹具上模1两侧支柱对零件进行施力，给予零件足够的压力保证零件形状准确。夹具上模1材料为35Cr24Ni7SiN，在高温下具有足够的刚度。

构如图3A和图3B所示，夹具下模2包括下模吊棒201、凸起202和底板 203，其中，底板203的两端设置向内的凸起202，使夹具下模2整体为凹型结构，其主要作用是作为零件装夹的底板，根据16个不同零件的尺寸及夹具上模 1的尺寸大小最终将夹具下模2尺寸按照最大零件尺寸设计，下模吊棒201设置于底板203的两端，位于吊棒201的外侧。夹具下模2的两端各设置两个下模吊棒201，用于模具的搬运和与夹具上模1的装配。夹具下模2向内凸起的两侧主要作用是用来承载装夹时所受的弯矩，为保证其具有足够的刚性，设计厚度为100mm。两侧凸起202的下平面度为0.1，保证受力均匀，同时便于夹具上模的装配。底板203用来放置零件。夹具下模2的材料为35Cr24Ni7SiN，在高温下具有足够的刚度。

由于钛合金薄壁肋形件尺寸较大，型面高度不统一，高度差较大，因此需要特制专用螺栓，施力螺杆3的高度为250mm，规格M20，为外六角螺栓。

实施例

图4A和图4B为钛合金薄壁肋形件校正示意图，图4A为主视图，图4B为俯视图。参见图4A和图4B，在本实施例中：

1、根据生产任务，对钛合金薄壁肋形件进行校形：

零件8：材料牌号：TA15-M，尺寸：1100X230mm

2、对零件8进行装夹

(1)针对零件8和各夹块(第一夹块4、第二夹块5、第三夹块6、第四夹块7)、底座9，用丙酮进行清洗，除去灰尘、油渍；

(2)将零件8放入专用的底座9，靠零件8外形定位；

(3)根据专用的底座9的位置放置各专用夹块，各夹块与底座9之间依靠结构进行定位；

(4)装夹后的零件8放在通用夹具的夹具下模2上；

(5)利用起吊装置将通用夹具的夹具上模1从侧面滑入夹具下模2里；

(6)调节施力螺杆3，使其完全接触专用夹块，不拧紧；

(7)将所有施力螺杆3调节完成后，按照对称位置依次拧紧施力螺杆3，使各专用夹块与专用底座9完全贴合；

(8)将装有零件8的通用热校形夹具放入热成形机内，加热到650℃，保温两小时，卸载，零件继续后续的精加工内容，在最终校形时继续重复前面步骤，保证零件最终合格。

以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本实用新型的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本实用新型限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本实用新型的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本实用新型的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (1)

1.一种钛合金薄壁件通用多功能热校形框架，其特征在于，所述的钛合金薄壁件通用多功能热校形框架包括夹具上模(1)、夹具下模(2)和施力螺杆(3)；其中，

所述的夹具上模(1)为H型结构，包括上模吊棒(101)、飞边(102)和螺栓孔(103)；所述的夹具上模(1)的两侧下端设置有飞边(102)，与夹具下模(2)的凸起(202)相配合；夹具上模(1)两侧各设置两个上模吊棒(101)；夹具上模(1)的表面均布64个螺栓孔(103)；

所述的夹具下模(2)包括下模吊棒(201)、凸起(202)和底板(203)；所述的底板(203)的两端设置向内的凸起(202)，使夹具下模(2)整体为凹型结构，下模吊棒(201)设置于底板(203)的两端，位于吊棒(201)的外侧，两端各设置两个下模吊棒(201)；

所述的施力螺杆(3)为外六角螺栓。

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