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题目:航空发动机复杂钣金件液压成形技术研究

关键词:内高压;有限元;钣金空心叶片;工艺设计;模具设计

  摘要


      随着经济的不断发展和环境的逐渐恶化,现代工业对节能省材的要求越来越高。内高压成形技术有着节省材料及模具数量、减少成形工序、提高零件的表面质量及完整性和提高零件精度等优点,已经在汽车及航空航天领域有着广泛的应用。

      内高压成形技术是成形薄壁环形零件的一种很有效的方法。本文首先分析管材在内高压成形过程中的受力状态,变形方式及失效的问题,通过理论计算初步确定内高压胀形的压力。其次针对本文主要研究的复杂结构航空发动机钣金空心叶片,通过对空心叶片的结构尺寸进行分析,设计出一种带有刚性凸模的内高压成形方法,主要工艺步骤包括管坯制取、预成形和高压整形三个阶段,根据所制定的工艺路线建立有限元模型,采用dynaform及Abaqus对此工艺过程进行仿真,并通过对成形过程中的不同的管坯直径、内压大小、刚性凸模尺寸、摩擦系数等工艺参数的数值模拟,得到最优工艺路线及工艺参数,有效抑制了零件的过度减薄和回弹等现象,改善了原有成形工艺的不足,很好的实现了该零件的虚拟成形过程。最后针对此工艺流程设计出两套模具,分别用来进行预成形和高压整形,并通过工艺实验,得到符合要求的钣金空心叶片,经对比,与有限元仿真的结果比较相近,验证了有限元仿真的可靠性和该工艺方案的正确性。