[发明专利]电流辅助柔性压辊拉形钛合金的方法及压辊拉形的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种压辊拉形钛合金的方法及压辊拉形的装置，具体涉及一种电流辅助柔性压辊拉形钛合金的方法及压辊拉形的装置。

背景技术

拉形是飞机蒙皮件的主要成形方法。传统拉形基本原理是在板料弯曲时施加切向拉伸力，使板料剖面内的应力分布趋于均匀一致，从而减小回弹，提高了成形件的精度。然而采用传统拉形机成形三维曲面零件已经凸显出诸多缺点，如生产只依靠经验、缺乏理论指导、成形质量不稳定、废品率高、设备成形控制较难、调试周期长等。柔性压辊拉形是一种新的拉形工艺，将使用夹钳进行拉伸包覆的传统加载方式，改变为使用柔性压辊垂直下压的加载方式，使板料成形。柔性压辊拉形以压的方式间接地产生切向拉力，可实现双曲度曲面的柔性成形，可使成形件的有效成形区表面光滑，成形质量较好，且回弹量小，成形精度高。

此种方法在室温下成形，适用于室温塑性好的铝合金成形，对于钛合金无法成形。

由于钛及钛合金具有低密度、高比强度、良好耐腐蚀性能等优点，已有较大数量的飞机使用钛合金来代替铝合金，但钛合金在采用传统冷成形技术制造薄板零件方面，存在着难以克服的问题，所需成形力大、回弹严重，很难实现其薄板零件的成形，必须采用热成形法。

在传统的金属坯料热加工工艺中，加热方式一般是将待成形坯料放入加热炉中或将待成形坯料连同模具一起置于加热炉中进行加热，若采用第一种方法，待成形坯料加热完毕后，要从炉体内运输到成形设备上，在此过程中，必然存在热量的散失，造成能源浪费，待成形坯料散热快，温度不均匀，导致成形质量不稳定，并且高温的待成形坯料还会带来氧化、运输不便、危害环境等问题；若采用第二种方法，由于对待成形坯料和模具整体进行加热，有绝大部分的热量传递到了模具上，使得热量的有效利用率很低，造成极大的能源浪费。此外，在加热过程中，模具与待成形坯料接收热量的方式主要是热辐射与热传导，热量传输速度较慢，为了使待成形坯料达到均匀、较高成形温度，加热时间要很长，因此，现有压辊拉形钛合金的加热效率低，导致整个生产工艺的低效率，不适应批量生产。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有压辊拉形钛合金的加热效率低，导致整个生产工艺的低效率，不适应批量生产的问题，进而提供一种电流辅助柔性压辊拉形钛合金的方法及压辊拉形的装置。

本发明的技术方案是：一种电流辅助柔性压辊拉形钛合金的方法如下：

步骤一：根据待成形坯料的横截面尺寸和电阻数据，选择1000A-20000A的电流；

步骤二：将待成形坯料的外边缘放置于电极与绝缘板之间，绝缘板与待成形坯料保持绝缘，通过提升油缸向待成形坯料加压，使得电极与待成形坯料和绝缘板相接触，此时，通电加热，加热速度为5～20℃/s；

步骤三：通过红外测温仪实时测量待成形坯料的温度，并依据其温度实时调整电源的输出电流，输出电流的调整范围为1000A-15000A；

步骤四：当待成形坯料的温度达到700℃-930℃后，压边装置向待成形坯料施压，并压紧待成形坯料的边缘，关闭电源，提升油缸下降复位；

步骤五：通过压辊装置向待成形坯料施压，使待成形坯料发生塑性变形，待成形坯料与拉形模上的表面相贴合，最终完成塑性成形过程。

本发明还提供了一种电流辅助柔性压辊拉形钛合金的装置，它包括拉形模、支撑台、上工作台、下工作台、两组压辊装置和两组压边装置，拉形模固定安装在支撑台上，上工作台设置在拉形模的上方，下工作台设置在拉形模的两侧，压辊装置呈直线分设在上工作台上，且压辊装置位于拉形模的外侧，压边装置设置在上工作台和下工作台上，且压边装置分设在压辊装置的外侧，电流辅助柔性压辊拉形钛合金的装置还包括电源、导线、两个绝缘板、两个提升油缸和两个电极，提升油缸竖直安装在地面上，且两个提升油缸分设在压边装置的外侧，绝缘板固装在提升油缸的上端，电源设置在上工作台上，两个电极的电极端均通过导线与电源连接，且两个电极均位于绝缘板的正上方。

本发明与现有技术相比具有以下效果：1.本发明通过利用电流流经待成形坯料所产生的焦耳电阻热直接对待成形坯料本身进行加热，加热速度快，有效的提高了加热的效率和能量的利用率。2.本发明的待成形坯料加热到所需温度后立即成形，有效的抑制了弹复，成形精度高，改善了产品的质量。3.本发明成形所需的模具形状简单，不需要凹模，降低了成本。4.本发明结构简单，功能完善，易于实现。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的坯料在成形过程中的俯视图；图3是压边件工作状态下的示意图。