[发明专利]一种高强度钛合金双曲面薄壁宽板成形方法

说明书

本发明公开了一种高强度钛合金双曲面薄壁宽板成形方法，包括以下步骤：S1：热定型模具的制造；S2：钛合金双曲面板的成型；S3：上述所有工作完成后，高强度钛合金双曲面薄壁宽板的仿形模压冷成形+热定型工作已全部完成，并具备后续装配工艺要求。本发明高强度钛合金双曲面薄壁宽板仿形模压冷成形+热定型的成形方法，兼顾了冷压、热压或无模多点成形的优点，无需专用场地，且成形后的双曲面板宽度增加一倍且应力较小，成形精度相对较高等，仿形模压冷成形+热定型主要为仿形压制模具，同时也是钛合金双曲面板的热定型模具的制造以及钛合金板成形后的炉内热定型工作。

技术领域

本发明属于钛合金技术领域，具体涉及一种高强度钛合金双曲面薄壁宽板成形方法。

背景技术

钛合金具有耐高温、耐腐蚀、比强度小、综合力学性能好等优点，现已广泛应用与航空航天、医药、船舶、化工等各个领域。钛合金的强度高、各向异性指数大，单位成形压力高，同时钛合金的弹性模量小，回弹大，受压时的稳定性较低，约为一般材料的50％左右，易失稳起皱，且弯曲能力差，只有普通材料的20％。因此研究高强度钛合金的成形技术对钛合金的使用与推广具有非常重要的意义。

现有的钛合金双曲面板成形方式主要有三种，一为冷成形，即钛合金板材在常温状态下通过专用设备或模具压制成形；二为热成形，即将钛合金板材加热到其再结晶温度以上并保温一定时间，使得其温度较为均匀后通过专用设备或模具压制成形；三为无模多点成形方式，即钛合金板材在常温状态下通过专用无模多点压制成形模具和专有压机配合下压制成形。冷压成形的优点是节能环保，无需配置加热装置，但其成形精度较差，成形区间小，一般只用于成形曲率较大零部件的加工；热压成形的优点是成形能力较好、精度较高，但因其对加热装置及成形设备有较高的要求，成本相对较高，且须有固定的场地、专用的加热装置及相关配套送料机构或设备。无模多点成形的优点是免去传统模具设计、制造与调试工作，节约大量的模具材料及制造模具所需的时间、空间和费用，可改善变形条件，提高板材的成形极限，扩大加工范围，实现难加工材料的塑性变形；但因其由CAD系统、微机控制系统和机械系统等三大系统组成，需投入大量的人力、物力、财务及精力并通过大量的试验验证才可实现，从而使得其优势大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度钛合金双曲面薄壁宽板成形方法，仿形模压冷成形+热定型的钛合金双曲面薄壁宽板成形方法，其具有冷成形的优点，即无需专用的加热装置、场地及配套的送料机构或设备，同时又具有热成形和无模多点成形的成形精度高，回弹变形小的优点，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高强度钛合金双曲面薄壁宽板成形方法，包括以下步骤：

S1：热定型模具的制造，具体步骤如下：

A：根据高强度钛合金双曲面板的型线建造出相关三维模型；检查确认其三维模型的线型精度符合技术文件要求；

B：根据高强度钛合金双曲面薄壁宽板的板幅对三维模型进行分片剖切并编号，模型分片剖切的原则是保证高强度钛合金双曲面薄壁宽板的板幅能够满足其成型尺寸要求且具有一定的二次加工余量；

C：根据剖切出的高强度钛合金双曲面薄壁宽板三维模型，在三维软件中偏移出所需要的仿形压模暨热定型模具的上、下模具曲面，并根据模具内部支撑加强筋板布置图剖切出相关模具曲面，从而得出上、下仿形压模内部支撑加强筋板的线型以作为仿形压模的建造依据；

D：建造工艺流程，步骤如下：

a：上、下仿形压模的底板、左右侧板、前后侧板及内部各支撑加强筋板下料加工，为保证上下仿形压模型线的精准度，要求上述各零部件均使用数控水刀或数控等离子下料成形；

b：在上、下仿形压模的底板上分别划内部各纵横向支撑加强筋板位置线，并依次组对、找正点固各纵横向支撑加强筋，确认其合格后再施焊成形；