面向航空铝合金薄壁深腔构件的冲击液压成形工艺优化
2021-12-03徐勇尹阔夏亮亮门向南曾一畔张士宏
航空学报 2021年10期
徐勇,尹阔,夏亮亮,门向南,曾一畔,张士宏,*
1. 中国科学院 金属研究所 师昌绪先进材料创新中心,沈阳 110016 2. 华北理工大学 冶金与能源学院,唐山 063210 3. 航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司,成都 610092
航空精密装备中大量由高强铝合金加工而成的复杂整体薄壁构件,不但能减重和提高航程,而且还能保证飞行器性能的可靠和稳定[1-3]。然而高强铝合金在室温下的成形性较差,因此延续现有冲压成形、落锤成形、橡皮囊成形时常出现零件开裂[4],需要通过多道次渐进成形的方式,才能在一定程度上缓解由于室温塑性低所带来的成形限制,同时也大幅降低了生产效率,严重制约了高性能结构部件从多品种小批量的研制阶段向今后的规模化生产转型。此外,成形过程中常需要配合人工整平和人工聚放料,且成形后随着外力卸载,薄壁构件会发生回弹。因此,零件最后还需进一步人工校形。而大量的人工干预导致零件的制造周期长且效率低、尺寸精度低及产品一致性差。因此,研发面向航空复杂薄壁构件的精密成形技术具有重要的研究和应用价值。
研究表明,大多数材料在高应变速率条件下成形性得到显著提高,即存在应变速率效应[5],基于此冲击液压成形技术应运而生。Azaryan等[6]应用冲击锤在高压气体推动下冲击液体,液体冲击板材从而使其贴模成形,应用此技术可以成形铝合金、铜合金和钛合金等,并建立了材料的冲击液压成形拉深极限图。……
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