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热处理保形工装是保持和提高薄曲面钛合金缘条外形轮廓精度的关键技术装备,然而现有航空钛合金缘条热处理的保形工装存在保形和校形能力不足的问题,为此本文借助理论分析、试验与有限元分析等方法,分析了工艺参数、热处理工装结构、装夹布局等方面对钛合金缘条热处理变形的影响,提出了优化的工装设计方案并通过局部件退火热处理试验进行了验证。论文主要研究工作如下:(1)基于热胀系数、耐高温性能和制造经济性等因素对热处理工装材料进行了初步筛选,同时分析了零件自由状态、半约束状态和完全约束状态下工件-夹具的受力状况,指出1Cr18Ni9Ti热胀系数高于Ti6Al4V所带来的热胀拉伸有利于零件残余应力消除和热塑校形。(2)开展了Ti6Al4V薄壁件吊挂、侧放以及夹具夹持平放三种不同约束状态的热处理试验,确定了最佳的约束状态,同时进行了Ti6Al4V薄壁件热校形试验,研究了退火温度、升温及降温速率、保温时间等对薄壁件热校形效果的影响,结合退火温度对钛合金力学性能的影响,制定了薄曲面钛合金缘条热处理工艺参数优化方案。(3)设计了斜楔和螺栓结构工装加载装置,进行了工件-夹具系统的热力耦合有限元分析,指出均布载荷可能导致零件中段发生局部集中变形,并据此开展了装夹布局和载荷优化设计,完成了基于T型缩比件的热处理仿真与试验对比。(4)基于新工装结构和工艺参数开展了Ti6Al4V钛合金缘条局部件退火热处理试验,试验后局部件外形更贴合工装外形,有效控制了机加工后残留的变形量,验证了优化的热处理工艺参数及装夹布局方案的合理性。