塑性精密成形工藝技術及應用
塑性精密成形是坯料在外力作用下,使金屬在模具中發生塑性變形而成為所需形狀、尺寸和性能的產品加工過程。該工藝能夠解決材料切屑加工困難、加工量大、材料利用率低等問題,既減少了人力物力的浪費,又提高了產品的尺寸精度和使用性能。
1、鋁合金、鈦合金等溫精密模鍛工藝應用
某型號飛機鋁合金法蘭盤無斜度、無余量等溫精鍛件,圖1所示,該鍛件通過一次性成形達到零件外形設計尺寸,內孔和外形無須機械加工。
圖1 鋁合金法蘭盤精密成型件
某型號飛機Ti-1023鈦合金護板接頭等溫精鍛件,圖2所示,該等溫精鍛件外形無余量,為簡單毛坯一次成形。
圖2 鋼板焊接件及鈦合金精鍛件
某型號Ti-1023鈦合金搖臂等溫精鍛件,圖3所示,已通過裝機試飛測試,屬于無斜度無余量精鍛件。
圖3(a) 鋼搖臂機加件
圖3(b) 鈦合金搖臂等溫精鍛件
圖4所示為某型號發動機TC6鈦合金等溫精鍛件搖臂和指針。研制的鈦合金等溫精鍛件的復雜程度處于國內領先水平。
圖4 鈦合金等溫精鍛件
2、液態模鍛(擠壓鑄造)工藝應用
該工藝可解決鋁合金小型復雜結構件的精密、高效的成型問題。針對氣泵上蓋零件,圖5所示,實現了一模成形(多)兩件、帶側孔抽芯、鋼鑲嵌件等工藝特點,簡化了原加工工藝,降低了制造成本。
圖5 氣泵上蓋液態模鍛件
與某軍工廠合作完成了多功能炮彈殼體液態模鍛工藝研究,圖6所示,炮彈毛坯內孔不加工,材料利用率大幅提高,加工工時大幅度下降,炮彈試驗件經靶場試驗測試滿足設計要求。
圖6 氣泵上蓋液態模鍛件
某航空儀表電器廠傳感器法蘭盤,圖7所示,材料為Ly12,采用液態模鍛技術制取通用毛坯,替代原工藝采用的擠壓棒料直接加工,可加工出8種尺寸規格的零件,降低了材料消耗,縮短了加工周期,節省了加工費用,已實現批量生產。
圖7 氣泵上蓋液態模鍛件
電器安裝基板,如圖8所示,材料為6063鋁合金,采用液態模鍛技術,實現了一模成形兩件,將原數控加工的槽溝一次成形,尺寸達到設計要求,簡化了該零件的加工工藝,縮短了加工周期,提高了生產效率。
圖8 電器安裝基板液態模鍛件
3、鋁合金精密冷擠壓工藝應用
變形鋁合金薄壁深筒“液壓鎖缸體”零件,圖9所示,原工藝采用棒料直接加工而成,加工難度大、材料利用率低;利用冷擠壓技術直接成形,擠壓件要求外形及內孔不加工,表面質量要求高,通過工藝及模具設計優化,零件尺寸精度均達到設計要求,內外表面均不需要加工。
圖9 液壓鎖缸體擠壓件
手機電池用鋁殼毛坯,圖10所示,一次冷擠壓成形工藝,鋁殼壁厚0.3mm,外形尺寸可按要求設計,同時解決了擠壓件的表面質量問題,所開發的工藝可用于成型矩形的各種尺寸規格手機電池鋁殼。
圖10 手機電池殼擠壓件
鋁合金電器屏蔽罩,圖11所示,截面尺寸29×43mm,長度160mm,壁厚1.2mm,采用簡單毛坯一次性擠壓成形,表面質量好,尺寸精度高。
圖11 鋁合金電器屏蔽罩擠壓件
南昌航空大學
2021-05-04