一种利用自由锻设备生产钛合金异形锻件的方法

摘要

本发明公开了一种利用自由锻设备生产钛合金异形锻件的方法，包括投料重量计算、工装设计、坯料制备、预成型、成型等步骤。本发明利用现有的自由锻设备来生产异形锻件，只需制作简易的锻造模具和脱模设备即可，故研制成本低，周期短，一次性投入少，技术要求不高，技术要求不高，适用于研制阶段模锻件的生产，以及小批量模锻件的生产。

权利要求

1.一种利用自由锻设备生产钛合金异形锻件的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）投料重量计算：根据机加前锻坯的体积，计算机加前锻件，即坯料的重量，即投料重量；

（2）工装设计：根据锻坯的尺寸，设计锻造用模具，所述锻造用模具包括上模及下模，上模为凸模，下模的型腔为两个大小不同直径的圆台上下叠加而成，其中下模型腔底部直径与机加前锻件的底部外径一致，为脱模的方便，上模与下模设计的脱模角为7度；

（3）坯料制备：根据投料重量，计算出坯料高度，得到坯料规格，然后通过自由锻设备制备出合格的坯料；

（4）预成型：将下模放置到自由锻设备的下砧上，将上模用自由锻设备的操作机夹持备用；然后将加热好的坯料放入下模；再将上模放置在坯料上，注意对中；然后将上模压下1/5

1/4的行程，然后利用操作机的提升，直接将上模取出，利用操作机夹持下模翻转180度，坯~料直接从下模脱落，得到预成型的坯料；

（5）成型：再次将下模放置到到自由锻设备的下砧上，将上模用自由锻设备的操作机夹持备用，将预成型的坯料放入下模，再将上模放置在坯料上，注意对中，然后将上模压下到位，得成型后的锻件，然后利用操作机夹持上模提升，锻件与下模分离，然后利用简易脱模工装实现锻件与上模分离。

说明书

一种利用自由锻设备生产钛合金异形锻件的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种利用自由锻设备生产钛合金异形锻件的方法，属于钛合金锻造技术领域。

背景技术

[0002] 钛合金因具有强度高、耐高温、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航天、航空及船舶等领域。对于普通钛合金锻件，生产工艺较为成熟，而航天异形锻件（如轮毂等）性能指标要求严格，锻造工艺比较复杂，而且通常需采用大型模锻设备经模锻成型，然而模锻工装费用投入较大，约十几万到几十万，技术要求高，不利于前期的研制工作。虽然对于较为简单的异形锻件，也可以采用机加工的方式直接机加成型，但因加工的是异形锻件，在机加过程中材料损耗大，成本高。

[0003] 故急需寻找一种成本低、材料损耗小、技术要求不高的方法，来锻造出合格的钛合金异形锻件。

发明内容

[0004] 针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种利用现有的自由锻设备生产钛合金异形锻件的方法，以降低成本。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用自由锻设备生产钛合金异形锻件的方法，包括如下步骤：

[0006] （1）投料重量计算：根据机加前锻坯的体积，计算机加前锻件，即坯料的重量，即投料重量；

[0007] （2）工装设计：根据锻坯的尺寸，设计锻造用模具，所述锻造用模具包括上模及下模，上模为凸模，下模的型腔为两个大小不同直径的圆台上下叠加而成，其中下模型腔底部直径与机加前锻件的底部外径一致，为脱模的方便，上模与下模设计的脱模角为7度左右；

[0008] （3）坯料制备：根据投料重量，计算出坯料高度，得到坯料规格，然后通过自由锻设备制备出合格的坯料；

[0009] （4）预成型：将下模放置到自由锻设备的下砧上，将上模用自由锻设备的操作机夹持备用；然后将加热好的坯料放入下模；再将上模放置在坯料上，注意对中；然后将上模压下1/5 1/4的行程，然后利用操作机的提升，直接将上模取出，利用操作机夹持下模翻转180~度，坯料直接从下模脱落，得到预成型的坯料；

[0010] （5）成型：再次将下模放置到到自由锻设备的下砧上，将上模用自由锻设备的操作机夹持备用，将预成型的坯料放入下模，再将上模放置在坯料上，注意对中，然后将上模压下到位，得成型后的锻件，然后利用操作机夹持上模提升，锻件与下模分离，然后利用简易脱模工装实现锻件与上模分离。

[0011] 与现有技术相比，本发明具备的有益效果是：利用现有的自由锻设备来生产异形锻件，只需制作简易的锻造模具和脱模设备即可，故研制成本低，周期短，一次性投入少，技术要求不高，技术要求不高，适用于研制阶段模锻件的生产，以及小批量模锻件的生产。

附图说明

[0012] 图1为本发明涉及到的锻件示意图，其中实线包围的部分为机加后的锻件，虚线包围的部分为机加前的锻坯；

[0013] 图2为本发明涉及到的上模示意图；

[0014] 图3为本发明涉及到的下模示意图。

具体实施方式

[0015] 现结合附图，对本发明作进一步的阐述。

[0016] 实施例一

[0017] 如图1-3所示，本实施例的利用自由锻设备生产钛合金异形锻件的方法，包括如下步骤：

[0018] （1）投料重量计算：根据机加前锻坯的体积，即图1中红色虚线包含的体积，计算机加前锻件，即坯料的重量M，即投料重量M；

[0019] （2）工装设计：根据机加前锻件，即坯料的尺寸，设计锻造用模具，锻造用模具包括上模及下模，上模为凸模，下模的型腔为两个大小不同直径的圆台上下叠加而成，其中下模型腔底部直径φD与机加前锻件的底部外径φD一致，为脱模的方便，上模与下模设计的脱模角为7度左右；

[0020] （3）坯料制备：根据投料重量M，计算出坯料高度H，得到坯料规格φD×H，然后通过自由锻设备制备出合格的坯料；

[0021] （4）预成型：将下模放置到自由锻设备的下砧上，将上模用自由锻设备的操作机夹持备用；然后将加热好的坯料放入下模；再将上模放置在坯料上，注意对中；然后将上模压下约1/5 1/4的行程(预成型的坯料内孔深度只有实际深度的1/5 1/4)，然后利用操作机的~ ~提升，直接将上模取出，利用操作机夹持下模翻转180°，坯料直接从下模脱落，得到预成型的坯料；

[0022] （5）成型：再次将下模放置到到自由锻设备的下砧上，将上模用自由锻设备的操作机夹持备用，将预成型并且重新加热后的坯料放入下模，再将上模放置在坯料上，注意对中，然后将上模压下到位，即将上模的平面A与下模的平面B基本重合，得成型后的锻件；

[0023] （6）脱模：由于脱模角度的设计、预成型工艺，以及成型时使用合适的润滑剂，通过自由锻设备两个操作机的夹持，很容易将锻件与模具分离开。