● 摘要
钛合金因其具有独特的性能而在航空航天领域得到了广泛的应用。钛合金唇口钣金零件作为飞机某型号进气道上的重要部件,目前沿用俄罗斯的工艺方案,采用弯曲模分段多次成形。在当前工艺下零件的加工强度较大,成形质量也较差,起皱和破裂问题都比较严重。为了改善零件的成形质量,提出了带压边的热冲压工艺方案,将左右两项唇口零件放在一起同时冲压成形。为了验证新工艺的可行性,本文采用计算机数值模拟对钛合金唇口零件热成形工艺过程、模面及工艺参数优化进行了深入研究:(1)研究了TC2钛合金高温下的成形性能,通过高温拉伸试验获得了TC2板料在不同温度下应力应变曲线,从而为数值模拟提供了基本的材料成形参数。(2)对钛合金唇口零件的热成形工艺进行了分析,建立了符合实际成形过程的弹塑性有限元仿真模型,并对模拟过程中的关键技术问题进行了研究。(3)提出了该钛合金唇口零件改进的热成形工艺方案,通过有限元模拟,对该零件热冲压的模面(压料面、工艺补充面和冲压方向等)进行了优化,同时优化了压边力、毛料和温度等工艺参数,为最终成形工艺方案的确定和工艺设计提供了科学依据。(4)基于工艺仿真和优化的结果,完成了该零件改进工艺方案热冲压成形模具的整体结构设计,为工厂提供了模具数控加工数模,有效地配合了工厂的模具加工,为生产型验证提供了保障。
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