一种钛合金筒形旋压件的校形方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种校形方法，具体设及一种铁合金筒形旋压件的校形方法，属于金 属加工领域。
【背景技术】
[0002] 金属旋压是通过旋转毛巧施加外力使其产生连续的局部塑性变形，最终获得薄壁 空屯、回转体铁合金筒形件的少无切屑加工的先进工艺。该工艺是一种综合了锻造、挤压、拉 伸、弯曲、环压和滚压等工艺特点，大大降低了加工的变形力，节省原材料，降低成本，因此 金属旋压工艺在现代工业中，特别是在航空、航天W及各种军事工业中，具有广阔的使用前 景。铁合金W其低密度、高强度W及良好的耐热耐蚀性能，其薄壁筒形件在航空航天领域有 着重要应用，强力旋压在成形该类零件方面具有特殊优势。
[0003] 但是，由于铁合金室溫塑性差，大多需采用热旋压方式成形。在铁合金筒形旋压件 的热旋压成形过程中，忍模与铁合金筒形旋压件都会受热膨胀，且容易出现由于各区溫度 不均导致的变形不均现象。因此，热旋成形出的铁合金筒形旋压件的内径尺寸难W控制，且 容易出现内径尺寸超差、楠圆度偏大等缺陷，难W满足高精度筒形件的制造要求，限制了铁 合金旋压件的应用。而现有技术中还没有出现能够对铁合金筒形旋压件内径尺寸调控的校 形方法。
【发明内容】
[0004] 本发明为解决热旋成形出的铁合金筒形旋压件的内径尺寸难W控制，且容易出现 内径尺寸超差、楠圆度偏大等缺陷，难W满足高精度筒形件的制造要求，限制了铁合金旋压 件应用，且现有技术中还没有出现能够对铁合金筒形旋压件内径尺寸调控的校形方法，进 而提出一种铁合金筒形旋压件的校形方法。
[0005] 本发明为解决上述问题采取的技术方案是：所述方法时按下述步骤实现的：
[0006] 步骤一：选择校形最大直径的忍模；
[0007] 铁合金筒形旋压件的热膨胀系数要低于钢忍模的热膨胀系数，在受热时忍模膨胀 的程度大于铁合金筒形旋压件的膨胀程度，忍模受热膨胀后的内径尺寸应大于等于铁合 金筒形旋压件受热膨胀后的内径尺寸，才具有对铁合金筒形旋压件胀形的效果，所W应满 足：
[000引 ％ +A% >Og+AOg其中Δ%为忍模受热后直径增加量，Δ?为铁合金筒形旋 压件受热后直径增加量，0^^为忍模外径，0^为铁合金筒形旋压件的内径；
[0009] 根据热膨胀量计算公式，ΔD模=D模α铁灯高-Τ室），ΔD远=D远α铁灯高-Τ室），Τ高 为校形溫度，1*为室溫，为钢的热膨胀系数，为铁的热膨胀系数，带入上公式得1? +D模曰钢灯高-T室）> 0远+D远曰铁灯高-T室），即D模需满足：
[0010] 公式（1)
[0011] 在满足公式（1)的铁合金筒形旋压件被忍模高溫胀形后，在Τ胃溫度下铁合金筒形 旋压件的内径与忍模的外径相同，然后铁合金筒形旋压件与忍模一起冷却至室溫，而在冷 却至室溫后，忍模收缩的程度同样大于铁合金筒形旋压件的收缩程度，铁合金筒形旋压件 从忍模上脱离，而铁合金筒形件收缩后的最终尺寸也就是校形获得的尺寸，由于铁合金筒 形旋压件冷却时收缩量只与收缩前的内径尺寸、收缩前的溫度、收缩后的室溫溫度有关，因 此对于同一个忍模校形，满足公式（1)的铁合金筒形旋压件经过该忍模校形后的内径尺寸 均相同，因此要实现对铁合金筒形旋压件的校形，铁合金筒形旋压件要大于等于忍模的直 径，忍模套到忍模的外径上，所W，忍模的外径1?还要满足：Og，
[0012] 综上之，巧料直径应满足：
[001引 公式似
[0014] 为了将铁合金筒形旋压件的内径1?校形至D。，D。为铁合金筒形旋压件标准件的内 径，同时D。也是校形后要达到的内径，需将Dg膨胀至与忍模热膨胀后的外径相等，冷却后 收缩ADg至D。，因此
[001引D0=值模+ΔD模）-AD巧=D模+D模曰钢（T高-T室）-扣模+D模曰钢（T高-T室）]曰铁（T 高-?)，得到：公式做
[0016] 0^^1为最大忍模外径，将公式（3)带入公式（2)，得到适用于该忍模的铁合金筒形 旋压件的外径范围：
[0017]
[0019] 当校形后巧料直径在二者之间即，
[0020] 时，内径位于二者之间运部分铁合金筒形旋压件无法用1?进行校形，β为铁合金 筒形旋压件的下公差，α为铁合金筒形旋压件的上公差，因此还应满足
[0021] 公式巧）
[0022] 所W铁合金筒形旋压件校形时的溫差Τ胃-?需满足公式巧），能利用公式做计 算的忍模校形尺寸略小于D。-β的所有铁合金筒形旋压件，实际上1*为室溫，因此需控制 的是铁合金筒形旋压件加热的最高溫度τ胃；
[0023] 步骤二：选择校形次级忍模直径；
[0024] 对于直径小于
的铁合金筒形旋压件，需 进行选择次级忍模进行校形至
[00巧]范围内，之后再进行二次校形W获得所需尺寸，
[0026]此时 4
[0027] 则根据步骤1中的方法同样计算得到，铁合金筒形旋压件次级内径范围为：
[0028]
[0029] 的铁合金筒形旋压件利用外径
[0030]
的次级忍模对其进行校形，并得到内 径为化的铁合金筒形旋压件；D^^2为次级忍模外径，
[0031] 步骤Ξ:根据铁合金筒形旋压件的外径尺寸，选取相对应的忍模逐级从小到大进 行校形，铁合金筒形旋压件与忍模组装后加热至T胃溫度，并冷却至1*室溫，对于内径偏差 较大的铁合金筒形旋压件需利用不同外径的忍模多次进行校形进而确定铁合金筒形旋压 件符合制造要求。
[0032] 本发明的有益效果是：
[0033] 1、本发明采用低成本、膨胀系数大的碳钢做校形忍模，利用校形模具和铁合金的 热膨胀系数差异，将铁合金筒形旋压件置于碳钢忍模外侧，并一起加热至特定溫度，实现铁 合金筒形旋压件的特定量胀形；根据圆筒形零件的尺寸精度要求、旋压筒形件的尺寸和道 次胀形量范围，确定初始忍模、中间各道次忍模及最终忍模尺寸；根据旋压筒形件的实际 尺寸逐道次调整忍模尺寸进行逐道次胀形，然后利用最终忍模将旋压筒形件胀形至最终尺 寸，从而实现了筒形件内径尺寸的精确控制。该工艺可实现旋压筒形件在较大直径范围内 波动时的精确校形，具有很好的工艺适应性。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明为忍模0^^1为最大忍模外径的忍模的主视图，0^^1最大忍模外径为 W，图2是本发明为忍模次级忍模外径的忍模的主视图，D次级忍模外径为L。
【具体实施方式】
[0035] 所述忍模的热膨胀系数大于铁合金的热膨胀系数，适用于对铁合金筒形旋压件进 行热校形，由于钢材质的热膨胀系数大于铁合金的热膨胀系统，因此在受热时，忍模膨胀的 程度大于铁合金筒形旋压件的膨胀程度，忍模会对铁合金筒形旋压件产生胀形作用，进而 实现校形。
【具体实施方式】 [0036] 一：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式的一种铁合金筒形 旋压件的校形方法，采用一所述装置实现的，具体实现步骤如下：
[0037] 步骤一：选择校形最大直径的忍模；
[0038] 铁合金筒形旋压件的热膨胀系数要低于钢忍模的热膨胀系数，在受热时忍模膨胀 的程度大于铁合金筒形旋压件的膨胀程度，忍模受热膨胀后的内径尺寸应大于等于铁合 金筒形旋压件受热膨胀后的内径尺寸，才具有对铁合金筒形旋压件胀形的效果，所W应满 足：
[00測 ％ +A% >Og+AOg其中Δ%为忍模受热后直径增加量，Δ?为铁合金筒形旋 压件受热后直径增加量，0^^为忍模外径，0^为铁合金筒形旋压件的内径；
[0040] 根据热膨胀重计算公式，ΔD模=D模α铁灯高-Τ室），ΔD远=D远α铁灯高-Τ室），Τ高 为校形溫度，1*为室溫，为钢的热膨胀系数，为铁的热膨胀系数，带入上公式得1? +D模曰钢灯高-T室）> 0巧+D远曰铁（T