高溫合金壁厚漸變回轉(zhuǎn)件強力旋壓成形

    強力旋壓作為一種特殊的加工技術,因具備變形條件好、制品性能高、材料利用率高、制品范圍廣等優(yōu)點而被廣泛應用于航空航天、國防軍工以及家用器具等領域。壁厚漸變錐形回轉(zhuǎn)件作為航空發(fā)動機鈑金機匣零件的一種,其材料為高溫合金,具有壁薄、形狀復雜、材料難成形等特點。綜合考慮生產(chǎn)效率、制造成本、加工條件等因素,采用強力旋壓技術對壁厚漸變錐形回轉(zhuǎn)件進行加工是最佳選擇。在國家大力支持航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景下,行業(yè)對發(fā)動機鈑金機匣零件的質(zhì)量提出了更高要求。為有效控制壁厚漸變錐形旋壓件的變形,實現(xiàn)該類鈑金機匣零件的精確成形,有必要開展成形機理、工藝參數(shù)對成形質(zhì)量的影響及其優(yōu)化等方面的研究。論文通過拉伸試驗,獲得了常溫下GH3030高溫合金的載荷-位移曲線,并通過公式推導、數(shù)據(jù)剔除和曲線擬合等手段,確立了該材料在常溫下的真應力-真應變曲線方程;在此基礎上,對GH3030高溫合金壁厚漸變錐形回轉(zhuǎn)件強力旋壓成形過程進行了仿真模擬,分析了成形過程中工件的等效應力、等效塑性應變和等效彈性應變的分布特征以及材料的塑性流動特征,探明了工件的成形機理;為了定量研究工藝參數(shù)對成形質(zhì)量的影響,分別建立了工件凸緣平直度、錐筒外表面圓度和工件整體壁厚偏差的評價指標,并采用單因素分析法,研究了芯模轉(zhuǎn)速、旋輪進給量、旋輪安裝角和旋輪圓角半徑等關鍵工藝參數(shù)分別對這些指標的影響,探明了相應的影響規(guī)律;基于均勻設計法和仿真模擬,以工件凸緣平直度、錐筒外表面圓度和工件整體壁厚偏差的評價指標為目標,研究了工藝參數(shù)的影響程度,并得到了最優(yōu)的工藝參數(shù)組合;最后,借助三坐標測量儀對旋壓實驗件進行了坐標采集,得到了實驗件凸緣平直度、錐筒外表面圓度的評價指標值,通過對比分析,得到了實驗結(jié)果與仿真結(jié)果相符的結(jié)論,驗證了仿真分析的可靠性。研究結(jié)果為實現(xiàn)航空發(fā)動機鈑金機匣精確成形提供了理論依據(jù)。