航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺分析

摘 要：随着科技的进步， 航空发动机的加工制造也日趋复杂。本文在分析某航空发动机锥形钣金件的拉伸特点的基础上对航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺进行了分析。

关键词：锥形钣金件拉伸成形；变形控制；工艺分析

中图分类号：TG386 文献标识码：A

航空发动机锥形钣金件的拉伸是拉伸成形的重点也是难点。在某型航空发动机制造的过程中所遇到的某一航空发动机锥形钣金件，其主材采用的是高温合金，材料的厚度为1±0.1mm，对拉伸成形的精度要求很高。根据设计要求，航空发动机锥形钣金件拉伸成形后最薄处板材的厚度减小量不得超过原材料厚度的10%。在传统的航空发动机锥形钣金件的拉伸后会导致锥形钣金件的型面变形较大，从而严重影响拉伸完成后的航空发动机锥形钣金件的拉伸精度。为提高航空发动机锥形钣金件的拉伸效果，需要根据航空发动机锥形钣金件的拉伸特点使用新型的航空发动机锥形钣金件的拉伸加工工艺。

1.传统航空发动机锥形钣金件的拉伸过程中所存在的问题

在传统的航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺中，航空发动机锥形钣金件的拉伸效果差的主要原因有以下几点：

（1）由于航空发动机锥形钣金件的拉伸时所采用的板材在各批次之间的性能上有所差异，致使在对航空发动机锥形钣金件的拉伸进行拉伸加工时需要对每一批次的板材进行性能测试，测试出拉伸板材的压边力，而这一方式将会造成极大的材料浪费，也不利于提升航空发动机锥形钣金件的拉伸效率和拉伸精度。

（2）在航空发动机锥形钣金件的拉伸加工中，由于缺乏板材拉伸效果的研究从而无法对材料的塑性变形趋势进行模拟预测，从而导致航空发动机锥形钣金件的拉伸在拉伸加工中，容易导致航空发动机锥形钣金件的拉伸出现凸包、转接处出现滑移等缺陷，从而导致航空发动机锥形钣金件的拉伸后的型面精度出现超差影响航空发动机锥形钣金件的拉伸的使用。因此，在对航空发动机锥形钣金件的拉伸进行拉伸加工的过程中需要改进航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺，做好对于锥形钣金毛坯件拉伸工艺的优化，从拉伸操作、航空发动机锥形钣金件的拉伸模具结构的科学设计等方面入手，提高航空发动机锥形钣金件的拉伸质量。

2.某型号航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺分析

某型号航空发动机锥形钣金件在进行拉伸工艺和拉伸模具设计时需要以航空发动机锥形钣金件的锥形相对高度、航空发动机锥形钣金件的相对锥顶直径和板材的厚度等稻葑魑基础。在航空发动机锥形钣金件的拉伸中，对于不同的锥形件需要采用不同的拉伸参数。根据锥度的不同可以将航空发动机锥形钣金件分为浅锥形件、中等深度锥形件和深度锥形件等多种形式，根据航空发动机锥形钣金件深度的不同需要设计出不同的拉伸工艺。某型号航空发动机锥形钣金件采用的锥度是26°，这一锥度的航空发动机锥形钣金件在拉伸的过程中存在着拉伸变形量较差、复弹度较大等的特点，针对这一特点在航空发动机锥形钣金件的拉伸过程中需要采用更大的压边力。此外，其在拉伸的过程中容易因航空发动机锥形钣金件的毛坯处于悬空的状态而导致拉伸失稳起皱等的缺陷，针对这一特性，在航空发动机锥形钣金件的拉伸过程中需要采用较大的压边力。

在对航空发动机锥形钣金件的毛坯进行设计时，需要将航空发动机锥形钣金件的毛坯件设计成同心圆毛坯件。这是根据拉伸面料等面积变形的原理，加之对航空发动机锥形钣金件进行拉伸时需要采用由内向外两方向进行双向进料拉伸，因此需要将航空发动机锥形钣金件的毛坯料选择成同心圆毛坯件形式。

对于航空发动机锥形钣金件拉伸模具的设计时，航空发动机锥形钣金件的拉伸模具采用的是普通拉伸结构，在这普通的拉伸结构中加设了一些限制毛坯料活动的厚垫块以及一些限制毛坯料拉伸高度的限位块。航空发动机锥形钣金件的拉伸模具包含上模板、凹/凸模、压边圈等。在对航空发动机锥形钣金件进行拉伸时，第一阶段需要高度限制块用以对航空发动机锥形钣金件毛坯料拉伸高度的精确控制。完成了第一阶段的拉伸后，需要采用活动限制料厚垫块来保证航空发动机锥形钣金件的拉伸中毛坯料从外缘处顺利进料，从而完成对于航空发动机锥形钣金件直壁部分的拉伸，同时采用这一拉伸方式能够有效地避免航空发动机锥形钣金件转接处的滑移缺陷。

在对航空发动机锥形钣金件进行拉伸工艺设计时，为了最大限度地做好对于航空发动机锥形钣金件毛坯料从内外径走料量的控制，避免在航空发动机锥形钣金件的转接R处拉伸过程中出现滑移而导致“双转接”痕迹问题，在航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺的设计中需要加强对于毛坯料塑性变形量的精确控制。拉伸方案设计时采用一套模具两阶段的拉伸方案。在第一阶段首先采用较大的压边力用对毛坯料进行压死，避免毛坯料从外缘处走料，将航空发动机锥形钣金件在第一阶段的拉伸变形控制为翻边。航空发动机锥形钣金件的塑性变形依靠内孔变大来进料。在对航空发动机锥形钣金件毛坯料进行拉伸时第一阶段的塑性变形区都应当处于拉应力变形状态，处于拉应力变形状态有利于降低材料的复弹量，从而实现航空发动机锥形钣金件的拉伸精度的提升。对于航空发动机锥形钣金件第一次的拉伸高度确定为与转接R拉伸出时的量为宜。如超出这一拉伸量容易造成航空发动机锥形钣金件内孔拉伸塑性变形从而产生内孔拉裂的缺陷。航空发动机锥形钣金件毛坯料第二阶段的拉伸需要对航空发动机锥形钣金件的直壁部分进行拉伸，这一阶段的拉伸主要依靠的是毛坯料外部走料塑性变形，变形方式为拉伸。在这一阶段为了做好对于拉伸变形精度的控制，确保毛坯件的边缘为变形区，需要在毛坯料拉伸时增加限制料厚的活动限位板，将4块限位板均匀地放置于凹模的压边圈内。限位块宜采用与毛坯料相同的材质。通过上述两个阶段的拉伸将能够确保在航空发动机锥形钣金件的拉伸区并未失稳起皱的情况下使得材料能够从外缘区域顺利地进入到凹模区域，并最终完成对于航空发动机锥形钣金件的拉伸。新航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺核心是通过适当地添加活动限制控制块的方式来对航空发动机锥形钣金件的拉伸变形区的变形量与变形应力进行控制。通过此种航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺的改进能够有效地对航空发动机锥形钣金件毛坯料的塑性变形进行精确地控制，提高航空发动机锥形钣金件的拉伸精度。

结语

本文在分析航空发动机锥形钣金件的拉伸难点的基础上对如何通过工艺改进的方式提高航空发动机锥形钣金件的拉伸精度，确保航空发动机生产的顺利进行。

参考文献

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