一种钛合金筒形旋压件的校形方法

摘要

一种钛合金筒形旋压件的校形方法，本发明涉及一种校形方法，本发明为解决热旋成形出的钛合金筒形旋压件的内径尺寸难以控制，且容易出现内径尺寸超差、椭圆度偏大等缺陷，难以满足高精度筒形件的制造要求，限制了钛合金旋压件应用，且现有技术中还没有出现能够对钛合金筒形旋压件内径尺寸调控的校形方法，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：步骤一：选择校形最大直径的芯模；步骤二：选择校形次级芯模直径；步骤三：根据钛合金筒形旋压件的外径尺寸，选取相对应的芯模逐级从小到大进行校形，对于内径偏差较大的钛合金筒形旋压件利用不同外径的芯模多次进行校形进而确定钛合金筒形旋压件符合制造要求，本发属于金属加工领域。

主权项

一种钛合金筒形旋压件的校形方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：步骤一：选择校形最大直径的芯模；钛合金筒形旋压件的热膨胀系数要低于钢芯模的热膨胀系数，在受热时芯模膨胀的程度大于钛合金筒形旋压件的膨胀程度，芯模受热膨胀后的内径尺寸应大于等于钛合金筒形旋压件受热膨胀后的内径尺寸，才具有对钛合金筒形旋压件胀形的效果，所以应满足：D_模+△D_模≥D_坯+△D_坯其中△D_模为芯模受热后直径增加量，△D_坯为钛合金筒形旋压件受热后直径增加量，D_模为芯模外径，D_坯为钛合金筒形旋压件的内径；根据热膨胀量计算公式，△D_模＝D_模α_钛(T_高‑T_室)，△D_坯＝D_坯α_钛(T_高‑T_室)，T_高为校形温度，T_室为室温，α_钢为钢的热膨胀系数，α_钛为钛的热膨胀系数，带入上公式得D_模+D_模α_钢(T_高‑T_室)≥D_坯+D_坯α_钛(T_高‑T_室)，即D_模需满足：公式(1)在满足公式(1)的钛合金筒形旋压件被芯模高温胀形后，在T_高温度下钛合金筒形旋压件的内径与芯模的外径相同，然后钛合金筒形旋压件与芯模一起冷却至室温，而在冷却至室温后，芯模收缩的程度同样大于钛合金筒形旋压件的收缩程度，钛合金筒形旋压件从芯模上脱离，而钛合金筒形件收缩后的最终尺寸也就是校形获得的尺寸，由于钛合金筒形旋压件冷却时收缩量只与收缩前的内径尺寸、收缩前的温度、收缩后的室温温度有关，因此对于同一个芯模校形，满足公式(1)的钛合金筒形旋压件经过该芯模校形后的内径尺寸均相同，因此要实现对钛合金筒形旋压件的校形，钛合金筒形旋压件要大于等于芯模的直径，芯模套到芯模的外径上，所以，芯模的外径D_模还要满足：D_模≤D_坯，综上之，坯料直径应满足：公式(2)为了将钛合金筒形旋压件的内径D_坯校形至D₀，D₀为钛合金筒形旋压件标准件的内径，同时D₀也是校形后要达到的内径，需将D_坯膨胀至与芯模热膨胀后的外径相等，冷却后收缩△D_坯至D₀，因此D₀＝(D_模+△D_模)‑△D_坯＝D_模+D_模α_钢(T_高‑T_室)‑[D_模+D_模α_钢(T_高‑T_室)]α_钛(T_高‑T_室)，得到：公式(3)D_模1为最大芯模外径，将公式(3)带入公式(2)，得到适用于该芯模的钛合金筒形旋压件的外径范围：即，公式(4)当校形后坯料直径在二者之间即，时，内径位于二者之间这部分钛合金筒形旋压件无法用D_模进行校形，β为钛合金筒形旋压件的下公差，α为钛合金筒形旋压件的上公差，因此还应满足公式(5)所以钛合金筒形旋压件校形时的温差T_高‑T_室需满足公式(5)，能利用公式(3)计算的芯模校形尺寸略小于D₀‑β的所有钛合金筒形旋压件，实际上T_室为室温，因此需控制的是钛合金筒形旋压件加热的最高温度T_高；步骤二：选择校形次级芯模直径；对于直径小于的钛合金筒形旋压件，需进行选择次级芯模进行校形至范围内，之后再进行二次校形以获得所需尺寸，此时令则根据步骤1中的方法同样计算得到，钛合金筒形旋压件次级内径范围为：的钛合金筒形旋压件利用外径的次级芯模对其进行校形，并得到内径为D₁的钛合金筒形旋压件；D_模2为次级芯模外径，步骤三：根据钛合金筒形旋压件的外径尺寸，选取相对应的芯模逐级从小到大进行校形，钛合金筒形旋压件与芯模组装后加热至T_高温度，并冷却至T_室室温，对于内径偏差较大的钛合金筒形旋压件需利用不同外径的芯模多次进行校形进而确定钛合金筒形旋压件符合制造要求。