塑性精密成形工艺技术及应用
塑性精密成形是坯料在外力作用下,使金属在模具中发生塑性变形而成为所需形状、尺寸和性能的产品加工过程。该工艺能够解决材料切屑加工困难、加工量大、材料利用率低等问题,既减少了人力物力的浪费,又提高了产品的尺寸精度和使用性能。
1、铝合金、钛合金等温精密模锻工艺应用
某型号飞机铝合金法兰盘无斜度、无余量等温精锻件,图1所示,该锻件通过一次性成形达到零件外形设计尺寸,内孔和外形无须机械加工。
图1 铝合金法兰盘精密成型件
某型号飞机Ti-1023钛合金护板接头等温精锻件,图2所示,该等温精锻件外形无余量,为简单毛坯一次成形。
图2 钢板焊接件及钛合金精锻件
某型号Ti-1023钛合金摇臂等温精锻件,图3所示,已通过装机试飞测试,属于无斜度无余量精锻件。
图3(a) 钢摇臂机加件
图3(b) 钛合金摇臂等温精锻件
图4所示为某型号发动机TC6钛合金等温精锻件摇臂和指针。研制的钛合金等温精锻件的复杂程度处于国内领先水平。
图4 钛合金等温精锻件
2、液态模锻(挤压铸造)工艺应用
该工艺可解决铝合金小型复杂结构件的精密、高效的成型问题。针对气泵上盖零件,图5所示,实现了一模成形(多)两件、带侧孔抽芯、钢镶嵌件等工艺特点,简化了原加工工艺,降低了制造成本。
图5 气泵上盖液态模锻件
与某军工厂合作完成了多功能炮弹壳体液态模锻工艺研究,图6所示,炮弹毛坯内孔不加工,材料利用率大幅提高,加工工时大幅度下降,炮弹试验件经靶场试验测试满足设计要求。
图6 气泵上盖液态模锻件
某航空仪表电器厂传感器法兰盘,图7所示,材料为Ly12,采用液态模锻技术制取通用毛坯,替代原工艺采用的挤压棒料直接加工,可加工出8种尺寸规格的零件,降低了材料消耗,缩短了加工周期,节省了加工费用,已实现批量生产。
图7 气泵上盖液态模锻件
电器安装基板,如图8所示,材料为6063铝合金,采用液态模锻技术,实现了一模成形两件,将原数控加工的槽沟一次成形,尺寸达到设计要求,简化了该零件的加工工艺,缩短了加工周期,提高了生产效率。
图8 电器安装基板液态模锻件
3、铝合金精密冷挤压工艺应用
变形铝合金薄壁深筒“液压锁缸体”零件,图9所示,原工艺采用棒料直接加工而成,加工难度大、材料利用率低;利用冷挤压技术直接成形,挤压件要求外形及内孔不加工,表面质量要求高,通过工艺及模具设计优化,零件尺寸精度均达到设计要求,内外表面均不需要加工。
图9 液压锁缸体挤压件
手机电池用铝壳毛坯,图10所示,一次冷挤压成形工艺,铝壳壁厚0.3mm,外形尺寸可按要求设计,同时解决了挤压件的表面质量问题,所开发的工艺可用于成型矩形的各种尺寸规格手机电池铝壳。
图10 手机电池壳挤压件
铝合金电器屏蔽罩,图11所示,截面尺寸29×43mm,长度160mm,壁厚1.2mm,采用简单毛坯一次性挤压成形,表面质量好,尺寸精度高。
图11 铝合金电器屏蔽罩挤压件
南昌航空大学
2021-05-04