航空板材充液一次成形

航空发动机是为航空器提供飞行所需动力的关键设备。其高度复杂的热力机械性能直接影响飞机的性能、可靠性和经济性,也是国家科技、工业和国防实力的重要体现。作为航空发动机的组成部分,零件的制造标准极其严格,因此掌握先进可靠的零件成形技术至关重要。
目前,国内航空钣金零件成形工艺普遍采用传统的冲压、落压和刚性成形等方法。这些传统制造过程需要人工参与的工作量较大,属于半机械、半手工的成形方法,材料成形过程中的流动自协调效应差,造成材料的最终成形性能不均匀、精度差,容易发生局部的极度减薄乃至破裂,零件整体刚度、强度受到严重的影响,同时各个零件之间的质量一致性差,从而严重地阻碍了钣金智能化制造的进程,无法满足其快速生产需求。因此,当前的成形工艺是一个制约航空器制造和装配的重要因素。
伍玥航科探索了钛合金热成形、充液冲压复合成形、精密成形等工艺,将刚柔耦合成形技术及冷、热成形技术交叉融合,实现钣金零件的定型定性一体化研究,极大地拓宽了成形零件的复杂程度和功能要求范围,提升了零件性能的同时确保了质量的稳定性,成功研制出适合于航空复杂零件大批量生产的精密成形工艺与智能化设备,实现零件的整体成形。
板材充液成形
其中,板材充液成形是一种先进的柔性成形制造技术,是现代轻量化、精确制造的代表性技术之一,能够很好的解决钣金零件精确成形问题。板材充液成形技术是利用液体作为传力介质或模具使工件成形的一种塑性加工工艺。板材充液成形技术主要有主动式和被动式两种。充液拉深(Hydrodynamic deep drawing)是被动式的典型代表,该技术利用在凹模中充以液体当作液室,当凸模下行时,液室中的液体产生相对压力从而将毛坯紧紧地贴在凸模上,并可在凹模与毛坯板料下表面之间产生流体润滑,从而可以得到高精度的工件,减少传统拉深时引起板料成形局部缺陷的生成,使板料的成形极限极大地提高(比普通拉深成形极限提高1.2~1.4倍)的一种成形方法,如下图所示为一般充液拉深技术示意图。
典型零件展示
以下图零件为例,该零件为航空发动机上的环形零件,零件材质GH3625,零件壁厚1.5mm。传统工艺用刚性拉深方法进行成形,成形过程中极易出现划痕、破裂和褶皱等缺陷。我司采用充液拉深成形技术,以流体作为辅助,通过液压力使变形坯料与拉深凸模紧密贴合,以建立起有益摩檫力。避免覆盖件拉深凸模底部小圆角区域附近的变形危险区的过渡减薄、拉裂、褶皱等问题。
通过引入充液成形技术,我们能够有效地改善航空发动机零件的成形质量。这种先进技术的应用为航空制造业带来了新的发展机遇,同时也为飞机的性能、可靠性和经济性提供了更好的保障。
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