一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法与流程

1.本发明属于钛合金薄壁筒体成形技术领域，涉及一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法。


背景技术：

2.目前，在航空航天领域中，钛合金筒体类零件产品正向着整体化、轻量化方向发展，钛合金因具有质量轻、耐蚀性好等优异性能而得到广泛应用。
3.当前，在薄壁网筒成形时，一般使用冷成形圈圆，但钛合金冷成形性能差，且钛合金冷成形回弹性比较大，此种方法需多次重复圈圆，加工周期长，生产效率极低。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，满足钛合金薄壁网筒高精度质量要求，提高生产效率，降低制造成本。
5.本发明解决技术的方案是：
6.一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，包括：
7.制作胀形工装；
8.激光切割制作板材坯料；
9.激光切割在板材坯料表面加工圆孔；
10.去除激光切割产生的熔渣，保证表面及周边无凸起熔渣；
11.使用自动两辊圈圆机将板材坯料进行圈圆处理，即将板材坯料围成圆筒状结构，使圆周直线边最小化，两对边不出现桃尖情况；
12.对圈圆后的零件进行酸洗；
13.使用自动氩弧焊机将圈圆后的板材坯料焊接成圆筒，形成圆筒坯料；
14.清理圆筒坯料和胀形工装表面；
15.将圆筒坯料装至胀形工装上，保证圆筒坯料的焊缝位于避让槽上方；进行热胀形处理；
16.将零件取出，空冷至常温时脱模取下圆筒坯料，获得钛合金薄壁网筒；
17.检验钛合金薄壁网筒尺寸；
18.对钛合金薄壁网筒进行表面处理；
19.去余量，完成零件加工。
20.在上述的一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，所述胀形工装为柱体结构；轴向两端设置有倒角，倒角角度为160
°
；倒角的拐角处设置有圆角，圆角半径为5mm。
21.在上述的一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，所述胀形工装采用耐高温不锈钢316l；胀形工装的轴向一端设置有吊装孔，用于吊装；吊装孔为m8的螺纹孔；胀形工装的外壁沿母线方向设置有避让槽，避让槽宽为4mm，深为2mm。
22.在上述的一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，所述板材坯料为矩形板状
结构；板材坯料的尺寸为185.3mm*340mm；厚度为6mm。
23.在上述的一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，所述圆孔均匀分布在板材坯料表面；孔直径为6mm，精度为
±
0.1mm。
24.在上述的一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，圆筒坯料和胀形工装表面的清理方法为：
25.在通风处，用无水乙醇擦拭去除圆筒坯料表面油污、灰尘等污物，去除后晾干；涂刷保护涂料：将圆筒坯料表面及胀形工装表面涂刷水剂石墨，晾干后去除堆积、硬点。
26.在上述的一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，热胀形处理的方法为：
27.将箱式炉升温至650℃，将带有圆筒坯料装的胀形模具放入炉中；保持圆筒坯料受热均匀，炉温保持在650
±
5℃，保温2h。
28.在上述的一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，检验钛合金薄壁网筒尺寸的方法为：
29.测量钛合金薄壁网筒轴向两端和中部的尺寸，当直径均在φ59
±
0.2mm，且圆度为0.2mm时，则满足尺寸要求；否则，人为修整。
30.在上述的一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，表面处理的具体方法为：
31.对钛合金薄壁网筒碱崩酸洗去除表面氧化层。
32.在上述的一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，所述去余量是指去除预留的起弧收弧余量。
33.本发明与现有技术相比的有益效果是：
34.(1)本发明使用此方法成形弱刚性小直径钛合金薄壁网筒，网筒成形合格率提高了30％，此外，材料利用率提高50％，生产制造成本降低50％，零件生产效率提高30％；
35.(2)本发明可以一炉多件胀形，减少了操作时间，大大的提高了生产效率，节省成本；
36.(3)本发明将圆筒坯料装至胀形工装上，保证圆筒坯料的焊缝位于避让槽上方；进行热胀形处理；随后将零件取出，空冷至常温时脱模取下圆筒坯料，获得钛合金薄壁网筒，制作的钛合金薄壁网筒成形性能腔，且钛合金冷成形回弹性小。
附图说明
37.图1为本发明胀形工装示意图；
38.图2为本发明钛合金薄壁网筒示意图。
具体实施方式
39.下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
40.本发明提供了一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，利用胀形工装成形弱刚性钛合金薄壁网筒，从而解决成本高、效率低、精度低的问题。
41.一种弱刚性小直径钛合金薄壁网筒成形方法，具体包括如下步骤：
42.制作胀形工装。如图1所示，胀形工装为柱体结构；轴向两端设置有倒角，倒角角度为160
°
；倒角的拐角处设置有圆角，圆角半径为5mm。胀形工装采用耐高温不锈钢316l；胀形工装的轴向一端设置有吊装孔，用于吊装；吊装孔为m8的螺纹孔；胀形工装的外壁沿母线方
向设置有避让槽，避让槽宽为4mm，深为2mm。
43.激光切割制作板材坯料；板材坯料为矩形板状结构；板材坯料的尺寸为185.3mm*340mm；厚度为6mm。
44.激光切割在板材坯料表面加工圆孔；圆孔均匀分布在板材坯料表面；孔直径为6mm，精度为
±
0.1mm。
45.去除激光切割产生的熔渣，保证表面及周边无凸起熔渣；
46.使用自动两辊圈圆机将板材坯料进行圈圆处理，即将板材坯料围成圆筒状结构，使圆周直线边最小化，两对边不出现桃尖情况；
47.对圈圆后的零件进行酸洗。
48.使用自动氩弧焊机将圈圆后的板材坯料焊接成圆筒，形成圆筒坯料。
49.清理圆筒坯料和胀形工装表面；圆筒坯料和胀形工装表面的清理方法为：
50.在通风处，用无水乙醇擦拭去除圆筒坯料表面油污、灰尘等污物，去除后晾干；涂刷保护涂料：将圆筒坯料表面及胀形工装表面涂刷水剂石墨，晾干后去除堆积、硬点。
51.将圆筒坯料装至胀形工装上，保证圆筒坯料的焊缝位于避让槽上方；进行热胀形处理；热胀形处理的方法为：
52.将箱式炉升温至650℃，将带有圆筒坯料装的胀形模具放入炉中；保持圆筒坯料受热均匀，炉温保持在650
±
5℃，保温2h。
53.将零件取出，空冷至常温时脱模取下圆筒坯料，获得钛合金薄壁网筒，如图2所示。
54.检验钛合金薄壁网筒尺寸；检验钛合金薄壁网筒尺寸的方法为：
55.测量钛合金薄壁网筒轴向两端和中部的尺寸，当直径均在φ59
±
0.2mm，且圆度为0.2mm时，则满足尺寸要求；否则，人为修整。
56.对钛合金薄壁网筒进行表面处理；表面处理的具体方法为：
57.对钛合金薄壁网筒碱崩酸洗去除表面氧化层。
58.去余量，去余量是指去除预留的起弧收弧余量。完成零件加工。
59.使用此方法成形弱刚性小直径钛合金薄壁网筒，网筒成形合格率提高了30％，此外，材料利用率提高50％，生产制造成本降低50％，零件生产效率提高30％。
60.本发明大大提高了网筒成形精度。且采用本发明所提供的成形方法，可以一炉多件胀形，减少了操作时间，大大的提高了生产效率，节省成本。
61.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。