[发明专利]一种钛合金精冲成形方法

摘要

本发明提出一种钛合金精冲成形方法，对于不同厚度的TC4钛合金，采用有限元和实验的方法进行精冲，获得压边力，反定力和冲压速度对于钛合金精冲过程中剪切带内静水压应力的影响关系，然后通过断裂准则判断在多大的静水压应力下会出现裂纹，通过大量的实验和模拟数据拟合，获得了专利中得到的压边力、反顶力和冲裁速度的设计关系曲线，得到压边力、反顶力和冲裁速度的最优组合,亦即在精冲过程中压边力和反顶力随着精冲过程进行不断增大，冲裁速度不断减小，从而使剪切区材料一直处于良好的静水压应力状态，从而获得良好的剪切光亮带。本发明实现钛合金材料精冲成形，生产效率高，原材料利用率高，成形件表面质量好。

主权项

1.一种钛合金精冲成形方法，其特征在于，包括如下步骤：S1)确定压边力：设定压边力Fb(h)＝Ah2‑Bh+Fb0，0＜h＜tFb0＝LRHσbf2，其中Fb0为普通精冲下的压边力，式中LR为压边圈V型齿圈的周长；H为压边圈V型齿高度；σb为抗拉强度；f2为与齿圈形状有关的系数，f2＝4；h为冲裁行程；t为板料厚度；针对不同t的钛合金采用有限元和实验的方法进行精冲，获得压边力与钛合金精冲过程中剪切带内静水压应力的影响关系，将实验模拟数据进行拟合，获得了压边力的设计关系曲线，进而确定系数A和B的数值大小，A＝22.5，B＝15.3；S2)确定反顶力：设定反顶力Fcp(h)＝Ch2‑Dh+Fcp0，0＜h＜tFcp0＝(0.1～0.25)FsFs＝Ltσbf1，其中Fcp0为普通精冲下的反顶力，Fs为冲裁力，L为零件外形轮廓周长，f1为冲裁修正系数，对于精冲取值0.9，针对不同t的钛合金采用有限元和实验的方法进行精冲，获得反顶力与钛合金精冲过程中剪切带内静水压应力的影响关系，将实验模拟数据进行拟合，获得了反顶力的设计关系曲线，进而确定系数C和D的数值大小，C＝29.53，D＝6.37；S3)确定冲裁速度：vp1＝vp0‑E·0.25t‑1，其中vp0为精冲初始速度，取值为10～15mm/s，针对不同t的钛合金采用有限元和实验的方法进行精冲，获得冲裁速度与钛合金精冲过程中剪切带内静水压应力的影响关系，将实验模拟数据进行拟合，获得了冲裁速度的设计关系曲线，进而确定系数E的数值大小，E＝9.33。