专利名称：一种钛合金(tc4)喷管座壳体的模锻工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及模锻工艺技术领域，具体为一种钛合金(TC4)喷管座壳体的模锻工艺。
背景技术：
喷管座是固体火箭发动机中组装部件之一，其中喷管座壳体锻件结构见附图1， 其包括锻件U形头部10与小端杆部11，现有的钛合金(TC4)喷管座壳体锻件模锻工艺为(1)、棒料下料；(2)、平端面倒角；(3)、棒料加热；(4)、电液锤对坯料进行自由锻制坯， 初成形坯料的小端锥面；(5)、进一步车加工坯料的小端锥面；(6)、坯料进行第二次加热； (7)坯料放入40000kN螺杆压力机模锻成形锻件头部。其工艺缺点在于其制坯工艺采用电液锤自由锻制坯，由于坯料重量大，达到23. 48Kg，工人劳动强度大；在自由锻制坯成形小端锥面时，首先是采用斜铁圆周方向锻出斜面，然后再用哈夫模把斜面滚圆，其不仅加工工艺复杂、材料利用率低、加工效率低，且由于自由锻成形精度低，其自由锻过程中锻件锥面锥度、锥面长度以及端面直径难以保证，如在哈夫模滚圆作业易在锥面上留有难以避免的凹坑，且自由锻打击力难以控制易造成锥面长度超差、小端部直径偏小或偏大，在采用斜铁在坯料外圆成形斜面过程中如果下压量较大时，表面金属大于心部流动，易造成小端面的内凹缺陷；此外在斜面滚圆过程中由于每次的打击力不同造成金属流动不一致，易导致坯料弯曲；锥面中心与杆部中心需要后续机加工来保证重合；另外，在进一步车加工坯料小端锥面时，由于锻件不允许端面有顶针孔存在，因此在夹持坯料大端来车加工小端锥面时， 会在小端面上留有一个Φ 20mm Φ 25mm的工艺台阶，需要通过后续的打磨去除，加工效率低。图2为现有工艺中模锻前出坯工艺路线示意图，图2中，1为坯料小端锥面，2为坯料小端面工艺台阶；图3为现有模锻工艺示意图，图3中，3为上模，4为下模，5为模锻坯料。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种钛合金(TC4)喷管座壳体的模锻工艺，其能解决现有工艺中由于采用自由锻制坯而引起的工人劳动强度大、加工工艺复杂、加工效率低以及加工精度差的问题。其技术方案是这样的，其特征在于其适用于头径比小于3. 5的壳体件，其包括以下加工步骤首先棒料下料，然后车加工坯料的其中一个端面并倒角，接着车加工坯料另一端的配模锥面，再进行坯料的加热，最后坯料在锻模内、通过液压螺杆压力机直接模锻成形。其进一步特征在于所述车加工坯料一端的配模锥面时，所述配模锥面的锥度为 1° 3°、所述锥面宽度不小于所述坯料直径的1/3 ；所述坯料在液压螺杆压力机直接模锻成型过程中，所述工件杆部拔模角度为1° 3°、头部拔模锥度为7°。与现有的钛合金(TC4)喷管座壳体模锻加工方法相比较，本发明的有益效果在于 其在对坯料进行车加工端面与一端的配模锥面后直接由液压螺杆压力机模锻成形，省去了以往工艺中的自由锻制坯的过程，因而大大减小了工人的劳动强度、简化了加工工艺，同时提高了加工效率和材料利用率，并保证了加工精度。
图1为本发明钛合金(TC4)喷管座壳体锻件结构示意图2为现有的钛合金(TC 4)喷管座壳体锻件模锻工艺中模锻前出坯工艺路线示意图； 图3为现有的钛合金(TC4)喷管座壳体锻件模锻工艺示意图； 图4为本发明钛合金(TC4)喷管座壳体模锻工艺中模锻前出坯工艺路线示意图； 图5为本发明钛合金(TC4)喷管座壳体模锻工艺示意图。
具体实施例方式见图4和图5，本发明工艺包括以下工艺步骤首先棒料下料，然后车加工坯料的其中一个端面并倒角，然后车加工坯料另一端的配模锥面10，再加热坯料，最后将坯料7放于锻模的下模8腔内、通过液压螺杆压力机带动上模6下行、直接模锻成形；在模锻成形过程中，坯料7放置在下模腔内，坯料一端的配模锥面与模具锥面贴合并与下模腔底面悬空接触，上模6在液压螺杆压力机的带动下下行、并在下行过程中推挤坯料7在下模腔内成形壳体锻件的小端杆部11，随着上模6的继续下行墩挤成形锻件的U形头部10。坯料下端的配模锥面在模锻过程中起到有效的导向作用，配模锥面的锥度为1° 3°、宽度(W)不小于坯料直径(Φ d)的1/3，从而保证模锻过程坯料中心与模具打击中心对中，否则会造成头部料偏影响锻件质量，当配合锥面宽度小于直径的1/3时中心对中不能够保证，造成头部材料偏，产品头部有严重塌角。坯料在液压螺杆压力机直接模锻成型过程中，所述工件杆部拔模角度α为Γ 3°、头部拔模锥度β为7°。为了减坯料模锻成形阻力，锻模的下模腔底部应开有通气孔9。本发明工艺应用了金属塑性冷成形工艺中的缩径工艺原理，通过对坯料加载轴向压力、使得坯料在锻模型腔内截面减小、长度延长，从而能够一次模锻成形、省去了现有工艺中自由锻制坯的工艺流程，大大简化了加工工艺、提高了生产效率和材料利用率，本发明工艺仅适用于头径比小于3. 5的壳体件锻件，当头径比超过3. 5时上模推挤过程中头部材料会发生明显弯曲，造成料偏。
权利要求
1.一种钛合金(TC4)喷管座壳体的模锻工艺，其特征在于其适用于头径比小于3. 5的壳体件，其包括以下加工步骤首先棒料下料，然后车加工坯料的其中一个端面并倒角，接着车加工坯料另一端的配模锥面，再进行坯料的加热，最后坯料在锻模内、通过液压螺杆压力机直接模锻成形。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金(TC4)喷管座壳体的模锻工艺，其特征在于所述车加工坯料一端的配模锥面时，所述配模锥面的锥度为1° 3°、所述锥面宽度不小于所述坯料直径的1/3。
3.根据权利要求2所述的一种钛合金(TC4)喷管座壳体的模锻工艺，其特征在于所述坯料在液压螺杆压力机直接模锻成型过程中，所述工件杆部拔模角度为1° 3°、头部拔模锥度为7°。
全文摘要
本发明提供了一种钛合金(TC4)喷管座壳体的模锻工艺，其能解决现有工艺中由于采用自由锻制坯而引起的工人劳动强度大、加工工艺复杂、加工效率低以及加工精度差的问题。其特征在于其适用于头径比小于3.5的壳体件，其包括以下加工步骤首先棒料下料，然后车加工坯料的其中一个端面并倒角，接着车加工坯料另一端的配模锥面，再进行坯料的加热，最后坯料在锻模内、通过液压螺杆压力机直接模锻成形。
文档编号B23P15/00GK102366883SQ20111039533
公开日2012年3月7日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者周俊, 姚恒烨, 崔慧然, 徐大懋, 李湘军, 杨海东, 赵顺峰, 陈瑞钢 申请人:无锡透平叶片有限公司