用于加工钛合金异形面零件的热成形模具设计方法及模具技术

本发明专利技术提供了用于加工钛合金异形面零件的热成形模具设计方法及热成形模具，包括：将设计的热成形模具放入到热成形机中；对钛合金毛坯表面涂刷保护层；加热成形机，待温度达到700

【技术实现步骤摘要】
用于加工钛合金异形面零件的热成形模具设计方法及模具


[0001]本专利技术涉及钛合金异形面零件的模具设计及其加工的
，具体涉及用于加工钛合金异形面零件的热成形模具设计方法以及热成形模具。

技术介绍

[0002]在航空航天产品上常采用钛合金异形面零件，这类零件形状复杂，成形困难。
[0003]一般采用热成形方法成形，零件成形时，需先将模具加热到700℃(根据材质，料厚等因素)左右，再将材料放入到模具中预热一定的时间，模具闭合后保压一定的时间，最后将零件取出。当钛合金零件和模具同时加热时，两者的热膨胀系数不同，随着时间的加长，两者的差距会更加明显，零件冷却后还会出现形状的变化。这导致设计出的模具无法满足对产品尺寸的要求。
[0004]同时，当零件外形高低落差较大时会导致成形后零件开裂或褶皱，这也给钛合金异形面零件的模具设计增加了挑战性。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了用于加工钛合金异形面零件的热成形模具设计方法以及热成形模具，由此设计出的热成形模具能够避免热成形模具与钛合金异形面零件的热膨胀系数不同导致的尺寸误差，满足对产品尺寸的要求。
[0006]为此，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种用于加工钛合金异形面零件的热成形模具设计方法，所述方法包括：
[0008]按照钛合金异形面零件的尺寸要求，设计热成形模具；
[0009]将设计的热成形模具放入到热成形机中；
[0010]对钛合金毛坯表面涂刷保护层；
[0011]加热成形机，待温度达到700
‑
750℃后，将涂刷保护层之后的钛合金毛坯放入到热成形模具中进行加热，加热时间15
‑
25分钟；
[0012]热成形模具上下模进行合模保压，保压时间10
‑
15分钟，将钛合金毛坯冲压成形；
[0013]热成形模具上下模开模后，取出钛合金异形面零件；
[0014]自然冷却取出的钛合金异形面零件；
[0015]对冷却好的钛合金异形面零件进行测量，钛合金异形面零件的曲面通过逆向造型获得准确的数模；
[0016]基于钛合金异形面零件的数模与热成形模具的数模之间的差异，得到准确的膨胀系数，修改热成形模具的型腔，得到热成形模具。
[0017]进一步地，还包括：对钛合金异形面零件的结构形式进行分析，外形落差大于15mm的区域成形时，增加工艺阻流筋。
[0018]进一步地，所述阻流筋根据经验值设计。
[0019]进一步地，所述阻流筋设置在钛合金异形面零件成形边缘15mm处，所述阻流筋宽度为10mm，高度为5mm。
[0020]进一步地，所述热成形模具的材料为1Cr18Ni9Ti。
[0021]进一步地，热成形模具的收缩系数为0.0055。
[0022]另一方面，本专利技术还提供了一种根据上述用于加工钛合金异形面零件的热成形模具设计方法得到的热成形模具。
[0023]本专利技术的优点和积极效果：
[0024]上述方案中，在热成形模具和钛合金异形面零件同时加热同时冷却后，测量两者之间尺寸的实际差值，从而解决两者膨胀系数不同导致的误差。通过此方案可以通过一次试模获得准确的膨胀系数差，可以有效地减少生产成本，特别适合精度要求高，型面复杂的零件。
[0025]另外，上述方案中，当零件外形高低落差较大时会导致成形后零件开裂或褶皱，模具设计时增加了阻流筋，让材料流动较快的区域流动速度减慢，使其跟流动较慢的区域能够协同形变，最终成形合格的零件。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术实施例中钛合金异形面零件的轴侧视图；
[0028]图2为本专利技术实施例中钛合金异形面零件的主视图；
[0029]图3为本专利技术实施例中钛合金异形面零件的俯视图；
[0030]图4为本专利技术实施例中钛合金异形面零件的右视图；
[0031]图5为本专利技术实施例中热成形模具的轴侧视图；
[0032]图6为本专利技术实施例中热成形模具的主视图；
[0033]图7为本专利技术实施例中热成形模具的俯视图；
[0034]图8为本专利技术实施例中热成形模具的右视图；
[0035]图9为本专利技术实施例中钛合金零件实物测量数据；
[0036]图10为本专利技术实施例中根据对比数据调整后模具数模图。
具体实施方式
[0037]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0038]本专利技术实施例采用的钛合金异形面零件的材料是TC1薄板曲面件，待加工的钛合金异形面零件如图1
‑
图4所示，TC1薄板曲面件的厚度为2mm，宽度为94mm，长度为310mm，型
面的精度要求0.02mm。
[0039]下面对本专利技术实施例中提供的一种用于加工钛合金异形面零件的热成形模具设计方法进行说明，钛合金异形面零件，按照热成形的方法，考虑到产品要求，模具材料的收缩系数，模具材料选择1Cr18Ni9Ti。该方法包括以下步骤：
[0040]S101、按照钛合金异形面零件的尺寸要求，设计热成形模具；
[0041]S102、将设计热成形模具放入到热成形机中；
[0042]S103、对钛合金毛坯表面涂刷保护层；
[0043]S104、加热成形机，待温度达到700
‑
750℃后，将涂刷保护层之后的钛合金毛坯放入到热成形模具中进行加热，加热时间15
‑
25分钟；
[0044]在750℃的条件下，模具材料与零件材料膨胀系数的不同，选择的模具收缩系数为0.0055。先将模具加热到750℃，将涂覆好保护膜的毛坯料加热20分钟，放入到模具中进行冲压。
[0045]S105、热成形模具上下模进行合模保压，保压时间10
‑
15分钟，将钛合金毛坯冲压成形；
[0046]S106、热成形模具上下模开模后，取出钛合金异形面零件；
[0047]S107、自然冷却取出的钛合金异形面零件；
[0048]S108、对冷却好的钛合金异形面零件进行测量，钛合金异形面零件的曲面通过逆向造型获得准确的数模；
[0049]零件冷却后，对其进行实际数据测量。
[0050]S109本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于加工钛合金异形面零件的热成形模具设计方法，其特征在于，所述方法包括：按照钛合金异形面零件的尺寸要求，设计热成形模具；将设计的热成形模具放入到热成形机中；对钛合金毛坯表面涂刷保护层；加热成形机，待温度达到700
‑
750℃后，将涂刷保护层之后的钛合金毛坯放入到热成形模具中进行加热，加热时间15
‑
25分钟；热成形模具上下模进行合模保压，保压时间10
‑
15分钟，将钛合金毛坯冲压成形；热成形模具上下模开模后，取出钛合金异形面零件；自然冷却取出的钛合金异形面零件；对冷却好的钛合金异形面零件进行测量，钛合金异形面零件的曲面通过逆向造型获得准确的数模；基于钛合金异形面零件的数模与热成形模具的数模之间的差异，得到准确的膨胀系数，修改热成形模具的型腔，得到热成形模具。2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜盛富，隋世坤，
申请(专利权)人：大连长之琳科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：