一种航空发动机压气机静子内环的旋压成形方法与流程

本发明属于机械制造领域，涉及一种航空发动机压气机静子内环的旋压成形方法。

背景技术：

航空发动机压气机静子内环采用薄壁环形结构，如图1所示，钛合金材料，壁厚1mm，外直径Φ800左右，其特点是：纵向截面为向心U型，槽底呈大斜度曲线，两侧壁面与中心线垂直，且大小端内孔直径差异较大，由于钛合金材料常温下塑性较差，航空发动机压气机静子内环仍沿用涨型等成形方法，易出现转接半径不到位，且极易破裂的问题，难以成形出合格零件。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种航空发动机压气机静子内环的旋压成形方法，该方法能够有效减少航空发动机压气机静子内环底部转接处转接半径不到位且容易破裂的问题，并且成形的合格率高。

为达到上述目的，本发明所述的航空发动机压气机静子内环的旋压成形方法包括以下步骤：

1)将板料裁剪成若干下料，再对下料进行卷圆及焊接，得圆筒形旋压毛坯，然后再对圆筒形旋压毛坯进行退火处理，其中，圆筒形旋压毛坯上的焊缝与圆筒形旋压毛坯的轴线相交；

2)根据待成形航空发动机压气机静子内环的形状制作旋压模胎，其中，旋压模胎为凹槽结构，所述凹槽结构中槽口的两壁面分别为半径为Mmm的圆弧形结构及半径为Nmm的圆弧形结构；

3)在步骤2)得到的旋压模胎的槽口位置安装挡料圈；

4)将步骤1)得到的圆筒形旋压毛坯沿着挡料圈放入旋压模胎中，再采用预成形成型旋轮径向进给旋压圆筒形旋压毛坯，完成待成形航空发动机压气机静子内环的旋压预成形，再对待成形航空发动机压气机静子内环进行退火处理，然后再采用精成形成型轮径向进给旋压筒形旋压毛坯，完成待成形航空发动机压气机静子内环的旋压精整形，得待成形航空发动机压气机静子内环胚体；

5)切割步骤4)得到待成形航空发动机压气机静子内环胚体的工艺边，得航空发动机压气机静子内环。

所述下料为菱形结构，所述菱形结构中的锐角为30°-65°。

圆筒形旋压毛坯上的焊缝为螺旋式结构。

M等于6，N等于23.5。

待成形航空发动机压气机静子内环的旋压预成形及旋压精整形过程中挡料圈与圆筒形旋压毛坯之间间隙配合。

步骤4)中采用不同直径的预成形成型旋轮分三次径向进给旋压圆筒形旋压毛坯。

利用激光切割机切割步骤4)得到待成形航空发动机压气机静子内环胚体的工艺边。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的航空发动机压气机静子内环的旋压成形方法在具体操作时，采用预成形成型旋轮径向进给旋压圆筒形旋压毛坯，再用精进成形成型轮径向进给旋压筒形旋压毛坯，得到待成形航空发动机压气机静子内环胚体，克服液体内高压成型或软阳模成形对压力要求高的问题，减少航空发动机压气机静子内环底部转接处转接半径不到位的问题，同时，筒形旋压毛坯上的焊缝与圆筒形旋压毛坯的轴线相交，解决焊缝处于单一母线上而导致成形时容易断裂的问题，从而有效的提高成形的合格率。另外，需要说明的是，本发明采用径向进给的方式旋压，分散了旋压力，避免旋压力过于集中而造成转接处破裂的问题。

进一步，待成形航空发动机压气机静子内环的旋压预成形及旋压精整形过程中挡料圈与圆筒形旋压毛坯之间间隙配合，对圆筒形旋压毛坯起防皱作用，并且不给圆筒形旋压毛坯的筒壁施加压力，同时可以通过挡料圈引导圆筒形旋压毛坯进入到旋压模胎中。

进一步，采用不同直径的预成形成型旋轮分三次径向进给旋压圆筒形旋压毛坯，降低航空发动机压气机静子内环底部转接处破裂的风险。

附图说明

图1为本发明中航空发动机压气机静子内环的结构示意图；

图2为本发明中旋压模胎的结构示意图；

图3为第一次预压成形时的结构示意图；

图4为第二次预压成形时的结构示意图；

图5为第三次预压成形时的结构示意图；

图6为精整形时的结构示意图；

图7为本发明中成型旋轮的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的航空发动机压气机静子内环的旋压成形方法包括以下步骤：

1)将板料裁剪成若干下料，再对下料进行卷圆及焊接，得圆筒形旋压毛坯，然后再对圆筒形旋压毛坯进行退火处理，其中，圆筒形旋压毛坯上的焊缝与圆筒形旋压毛坯的轴线相交；

2)根据待成形航空发动机压气机静子内环的形状制作旋压模胎，其中，旋压模胎为凹槽结构，所述凹槽结构中槽口的两壁面分别为半径为Mmm的圆弧形结构及半径为Nmm的圆弧形结构；

3)在步骤2)得到的旋压模胎的槽口位置安装挡料圈；

4)将步骤1)得到的圆筒形旋压毛坯沿着挡料圈放入旋压模胎中，再采用预成形成型旋轮径向进给旋压圆筒形旋压毛坯，完成待成形航空发动机压气机静子内环的旋压预成形，再对待成形航空发动机压气机静子内环进行退火处理，然后再采用精成形成型轮径向进给旋压筒形旋压毛坯，完成待成形航空发动机压气机静子内环的旋压精整形，得待成形航空发动机压气机静子内环胚体；

5)切割步骤4)得到待成形航空发动机压气机静子内环胚体的工艺边，得航空发动机压气机静子内环。

所述下料为菱形结构，所述菱形结构中的锐角为30°-65°。

圆筒形旋压毛坯上的焊缝为螺旋式结构。

M等于6，N等于23.5。

待成形航空发动机压气机静子内环的旋压预成形及旋压精整形过程中挡料圈与圆筒形旋压毛坯之间间隙配合。

步骤4)中采用不同直径的预成形成型旋轮分三次径向进给旋压圆筒形旋压毛坯。

利用激光切割机切割步骤4)得到待成形航空发动机压气机静子内环胚体的工艺边。

图7中，t为料厚，G为旋轮侧面与航空发动机压气机静子内环之间的单边间隙，预成形时G＝0.20，精整形时G＝0.10，其中，每个旋轮两侧面的对称线到轴肩基准面的距离S应一致。

实施例一

本发明所述的航空发动机压气机静子内环的旋压成形方法包括以下步骤：

航空发动机压气机静子内环底部一侧转接处对应半径为30mm、30mm及5mm的三个预成形成型转轮，航空发动机压气机静子内环底部另一侧转接处对应半径为30mm、10mm及5mm的三个预成形成型转轮，航空发动机压气机静子内环底部两侧转接处对应的精成形成型轮半径为2mm，数控旋压机处于合格期内；

1)将板料裁剪若干下料，其中，下料为菱形结构，所述菱形结构中的锐角为62.76°，然后再将下料放置到三轴滚床上滚弯，再进行焊接，得圆筒形旋压毛坯，然后再进行退火处理；

2)制作旋压模胎，并利用数控旋压机通过上述预成形成型转轮对圆筒形旋压毛坯进行旋压预成形，再进行退火处理，然后再利用数控旋压机通过上述精成形成型轮对圆筒形旋压毛坯进行旋压精整形，得待成形航空发动机压气机静子内环胚体；

3)对待成形航空发动机压气机静子内环胚体的表面进行荧光检查，然后利用激光切割机切割待成形航空发动机压气机静子内环胚体的工艺边，得航空发动机压气机静子内环。