大长径比薄壁圆筒旋压精度控制工艺研究

某型号发动机研制已小批量生产,但作为该型号发动机壳体的重要部分——大长径比薄壁组焊件圆筒的质量和制造工艺的可靠性并不高,时常因其工艺可靠性低而导致旋压圆筒的质量不稳定,尤其是母线直线度、辅助定心部跳动、内表面粗糙度几项关键技术指标。本文主要介绍了在提高该型号旋压圆筒质量和工艺可靠性方面所做的改进工作,通过开展大长径比薄壁旋压圆筒高精度控制工艺研究,最终使得长4200mm的大长径比薄壁圆筒组焊件实现了无焊缝整体旋压成形,产品质量有了显著提高,同时提高了该型号壳体的可靠性。     

2A12铝合金薄壁壳体强力旋压成形工艺

针对铝合金薄壁壳体旋压成形精度难控制以及热处理变形问题,采用强力旋压成形方法成形了2A12铝合金薄壁壳体,研究了H112态和退火态的坯料对成形的影响,分析了减薄率、进给比对成形中扩径量的影响规律,以及进给比和坯料壁厚对成形表面质量的影响。试验结果表明:H112状态的2A12铝合金经过道次减薄率为42.5%的旋压后,内表面出现裂纹;当减薄率由15.6%增大至42.5%时,扩径量由0.2 mm减小至0.03 mm;当减薄率为42.5%,进给比由0.67 mm·r~(-1)分别提高至0.8和1.0 mm·r~(-1)时,扩径量由0.12 mm分别降低0.06和0.01 mm。对H112状态的铝合金坯料采用380℃×1.5 h退火,再进行多道次旋压,旋压道次中间对坯料再进行330℃×0.5 h去应力退火,最终再对壳体进行495℃×40 min真空气冷,工件椭圆度可控制在0.12 mm以内,抗拉强度达到490～517 MPa,伸长率达到13.0%～15.5%,光洁度为1.298～2.221μm。     

铝合金半球壳体旋压成形工艺分析

以铝合金半球壳体为研究对象,分析了铝合金半球壳体冲压预成形和旋压成形工艺。结果表明,旋压件和冲压预成形件的形状越接近,冲压预成形件的工作效率也就越高,冲压件成形工艺优势也就越明显。在旋压成形过程中,5A06铝合金的类似环筋结构具有较大的变形抗力,一道次普旋成形的结果是变形过程中零件发生了反挤现象;为了改进成形工艺,可以增大减薄率,将普旋道次增加到3次,同时向前移动普旋起点。     

细长薄壁筒形件错距旋压成形工艺研究

薄壁筒形件变形量大,壁厚公差要求高,加工过程中容易出现壁厚超差、振纹、开裂、脱模困难等问题,为提高生产效率,通常采取错距旋压方式成形。通过对6061铝合金细长薄壁筒形件错距旋压工艺分析及旋压成形试验,分析了旋轮进给比、壁厚减薄率、旋轮轴向和径向错距量、旋压道次、预先热处理工艺规范等对旋压过程和产品质量的影响,为细长薄壁筒形件研究出了一套切实可行的错距强旋成形方案和合理的工艺参数。     

大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形研究

应用ABAQUS/Explicit软件平台建立了大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形过程的有限元数值模型,通过数值模拟对大直径薄壁铝合金封头在剪切旋压过程中的应力应变分布进行了分析,获得了工艺参数对成形质量的影响规律为:随旋轮圆角半径R、旋轮进给比f及芯模转速n的增大,旋压件的不均匀变形度呈增大趋势;随旋轮圆角半径、旋轮进给比的增大,旋压件壁厚极小值逐渐减小;随芯模转速提高,壁厚极小值增大,旋压件壁厚极大值对工艺参数的变化不敏感。在此基础上确定了优化工艺参数为:R=12 mm,f=1 mm·r~(-1),n=40 r·min~(-1),并进行剪切旋压成形试验,获得了质量合格的Ф2600 mm大直径薄壁铝合金封头样件。     

难变形材料薄壁筒形件强力旋压研究进展

高强铝合金、钛合金、高温合金等比强度高的难变形材料薄壁筒形件是航空、航天和兵器等领域广泛应用的高强、轻量化结构件.然而,此类薄壁壳体零件强力旋压成形是一个多场、多因素耦合作用下集三维连续局部变形、非均匀变形及非稳态等特点于一体的复杂成形过程.从难变形材料的可旋性、变形行为与制件的缺陷分析、组织性能和工艺模具的优化设计几个方面综述了薄壁筒形件强力旋压的研究进展、存在问题和发展趋势.     

超大直径贮箱箱底整体旋压成形技术

目前,国内大型贮箱箱底采用瓜瓣顶盖拼焊的方法制造,存在制造可靠性不足、生产效率低等问题。针对大型贮箱箱底制造现状,以某型号运载火箭贮箱箱底作为研究对象,设计了先预成形、后旋压成形的工艺方案,并提出了"一道次剪旋+多道次普旋"的旋压工艺方案,通过有限元仿真分析及工艺试验验证了超大直径贮箱箱底整体旋压成形技术的可行性。结果表明:采用预成形方案能够有效抑制零件边缘起皱,采用剪切旋压与普通旋压相结合的成形工艺能够实现箱底的高精度成形。箱底中心区域采用剪切旋压,构件形状可控性好,模具贴合良好;预成形法兰的边缘区域刚度高,采用多道次普通旋压,既能够达到收边贴模的目的,又能够避免边缘减薄量过大的问题。     

铝合金大型复杂薄壁壳体旋压研究进展

大型复杂薄壁壳体是航空航天等高技术产业迅速发展的迫切需求,带横向内筋大型复杂薄壁壳体是其中的典型代表。然而,带横向内筋大型复杂薄壁壳体多道次复合旋压却是一个多因素耦合作用下的复杂塑性成形过程。作者采用数值模拟和实验相结合的方法,以铝合金带横向内筋大型复杂薄壁壳体为代表,建立大型复杂薄壁壳体复合旋压全过程仿真平台与模型,研究不同条件下大型复杂薄壁壳体复合旋压及其特征结构旋压过程中的不均匀塑性变形行为和成形缺陷的形成机理。揭示不同塑性变形行为对工件内筋质量的影响规律,获得对不同塑性变形行为有决定性影响的因素,确定合理的毛坯、工艺和旋轮参数的选择准则。研究结果对发展大型复杂薄壁壳体精确成形技术具有重要的理论意义和实际应用价值。     

热处理工艺对6061铝合金筒形件旋压过程及其性能影响

为满足某6061铝合金筒形件产品较高的形状、尺寸精度及机械性能要求,对热挤压态6061铝合金管坯件旋前不同热处理工艺规范(退火、固溶、不完全退火和半同溶)进行了分析比较,研究获得不同热处理工艺规范对旋压成形过程及其性能的影响规律.结果表明,对热挤压态6061铝合金管坯件而言,在旋压成形前进行半固溶处理(即将管坯加热到4...     

小口径薄壁筒形件变薄旋压工艺及实验

根据单轮旋压工作原理,采用一种变薄旋压工艺成形小口径薄壁筒形件,并通过有限元模拟软件分析了旋轮成形角、减薄率和进给量对金属变形的影响,确定了旋压成形工艺参数。采用模拟结果对小口径铝合金管进行变薄旋压实验,产品的机械性能、内外表面质量和椭圆度都得到了显著的提高,充分证明了该工艺的可行性,为进一步深入研究和推广小口径薄壁筒形件的变薄旋压工艺奠定了基础。