上半月出版Casting· Forging· Welding!金屬鑄鍛焊技術(shù)拉桿熱收口工藝研究鄭貴全(沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司,遼寧沈陽(yáng)110034)摘要:在對(duì)鋁合金2D12T4拉桿管材毛料進(jìn)行熱收口時(shí),由于設(shè)備、工裝、工藝參數(shù)等對(duì)收口質(zhì)量影響很大并且材料的變形系數(shù)很小,成形難度很高,所以可能出現(xiàn)鋁管彎曲并產(chǎn)生凸棱收縮區(qū)厚度不均起皺等缺陷。針對(duì)常出現(xiàn)的缺陷,對(duì)該工藝過(guò)程作了研究,分析了缺陷產(chǎn)生的原因,并給出了解決措施。實(shí)踐證明,這些措施對(duì)保證和提高拉桿熱收口質(zhì)量是有效的。關(guān)鍵詞:拉桿;熱收口;鋁合金2D12T4中圖分類號(hào):TG3762文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-38142010)15009903Research on Hot Shell Nosing Process for StrutZHENG Guiquan(Shenyang Aircraft Corporation, Shenyang 110034, China)Abstract: The equipment, process tools and process parameters have great influence on the quality of hot shell nosingparts,and the material deformation coefficient is so small that forming is very hard, so the bend and edge of Al strut, theuneven thickness and wrinkle in closing area and so on may occur during hot closing the aluminum alloy 2D12 T4 strut.Aiming at the defects, the hot shell nosing process was researched, the causes were analyzed, and some measures wereguarantee the quality of hot shell nosing partsey words: strut; hot shell nosing; aluminum alloy 2D12 T4熱收口工藝方法屬于金屬熱成型范疇,它是將和剖切內(nèi)形分別見(jiàn)圖1、2。拉桿熱收口工藝流程主定壁厚尺寸的金屬管件端頭局部在專用設(shè)備上逐要工序有下料、毛坯加熱成型。步加熱到一定溫度逐漸鐓粗成形,使管子端頭直徑不變或變小而壁厚增大,滿足尺寸要求并在內(nèi)腔形成一定形狀的一種加工方法。采用熱收口工藝加工的飛機(jī)操縱系統(tǒng)拉桿,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便,加工工序少,成本低,是較理想的操縱系統(tǒng)拉桿結(jié)構(gòu)方式。使用熱收口工藝加工飛機(jī)操縱系統(tǒng)鋁合金拉圖熱收口后零件圖2熱收口后零件剖切內(nèi)形桿,由于設(shè)備、工裝、工藝參數(shù)等方面對(duì)收囗質(zhì)量影Fig 1 Part after hotFig 2 Partial section after ho響很大,并且材料的變形系數(shù)很小,成形難度很高shell nosing在成型過(guò)程中,經(jīng)常出現(xiàn)許多問(wèn)題,報(bào)廢率高嗎。本1,1下料文對(duì)該拉桿的熱收口工藝過(guò)程進(jìn)行了研究,確定了擠壓和鐓粗時(shí),毛坯理論長(zhǎng)度在體積為常數(shù)的常見(jiàn)問(wèn)題的原因,并制定了有效的解決措施。條件下進(jìn)行計(jì)算,見(jiàn)圖3。1拉桿及其工藝流程介紹拉桿材料為鋁合金2D12T4,熱收口后的零件收稿日期:20100206中國(guó)煤化工圖作者簡(jiǎn)介:鄭貴全(1976-),男,遼寧丹東人,工程師,主要研究方向:金屬成形工藝;電話:02486595202CNMHGhell nosingE-mail:zhengguiquan76@163.com毛坯理論長(zhǎng)度L按下列公式計(jì)算:《熱加工工藝》2010年第39卷第15期金屬鑄鍛焊技術(shù) Casting· Forging· Welding2010年8月L=L2+20. 131d-D1(D+D, +dxd -(d+dY-DxD,0785(D-式中:L1為零件擠壓部分長(zhǎng)度;D1為零件擠壓部分變形區(qū)毛坯過(guò)渡區(qū)外徑;d為零件擠壓部分內(nèi)徑;L2為零件未擠壓部分C變形區(qū)初始截面D.凹模起始區(qū)長(zhǎng)度;D為毛坯外徑;d為毛坯內(nèi)徑;a為圓椎和圓柱同一母線形成的銳角。零件擠壓柱形部分內(nèi)徑d1按下列公式計(jì)算d=d3+28式中:d為拉桿螺紋底孔直徑;8為單側(cè)加工余量圖4區(qū)域定義圖單側(cè)加工余量δ一般按表1取值Fig 4 Defining map of zones衰1單側(cè)加工余量Tab 1 Tbe unilateral metal allowanceK=×100%拉桿加工后的內(nèi)徑/式中:S為毛坯壁厚;D為毛坯外徑。單側(cè)加工余量δ/mm擠壓和鐓粗的變形程度用系數(shù)m表示,擠壓和毛坯實(shí)際長(zhǎng)度一般通過(guò)2~3個(gè)成型毛坯試樣鐓粗在m09~05和壁厚不小于1m時(shí)完成。來(lái)確定。把管材切成毛坯時(shí),應(yīng)留有端面加工余量m=D/D(4)2~5m。成型前,用車床加工端面去掉工藝余量,式中D1為零件擠壓部分外徑;D為毛坯外徑。外徑倒角05mmx45°,內(nèi)徑倒角02mmx45°,清除毛坯擠壓和鐓粗用一個(gè)工序來(lái)完成。工藝過(guò)程導(dǎo)管內(nèi)的金屬屑。用目視法檢驗(yàn)毛坯表面質(zhì)量不應(yīng)的基本工藝參數(shù)有:成型壓力凹模溫度、工序開(kāi)始有各種缺陷。前毛坯在凹模內(nèi)的保持時(shí)間、變形速度、工作行程12毛坯加熱壓力P是管材成型所必需的,其計(jì)算公式為毛坯通過(guò)與加熱到必須溫度的凹模工作面接觸PFx的方式進(jìn)行加熱。只有變形區(qū)內(nèi)的毛坯溫差保持在式中:0為初始截面加熱溫度比凹模加熱溫度小100~120℃之間,才能順利成型。要使毛坯達(dá)到必100℃時(shí)材料的瞬時(shí)強(qiáng)度F為導(dǎo)管截面面積。要的溫差,在成型前應(yīng)調(diào)整好毛坯在凹模起始區(qū)的擠壓和鐓粗時(shí),凹模最佳溫度為(480±5)℃保持時(shí)間及成型機(jī)撞錘的運(yùn)動(dòng)速度。溫差隨撞錘的毛坯在凹模內(nèi)的保持時(shí)間取決于毛坯壁厚。對(duì)于運(yùn)動(dòng)速度增加而增加。毛坯最佳加熱溫度是使毛坯壁厚為1~1.mm的毛坯,保持時(shí)間為10~15s;對(duì)于成型后達(dá)到所要求的變形溫度,且不失穩(wěn),低倍及顯壁厚為2~25mm的毛坯保持時(shí)間為20~45s微組織符合要求。理論變形速度υ取決于毛坯壁厚、毛坯外徑和變形區(qū)指毛坯變形后形成產(chǎn)品的區(qū)域;毛坯過(guò)凹模起始區(qū)長(zhǎng)度,計(jì)算公式為:渡區(qū)指外力向變形區(qū)過(guò)渡的區(qū)域;變形區(qū)初始截面指變形區(qū)與過(guò)渡區(qū)的共同邊界;凹模起始區(qū)指變形區(qū)初始截面與凹模外端面之間的部分。各部分的定式中S為毛坯壁厚;A為系數(shù),取決于毛坯壁厚(S義見(jiàn)圖44=1mm時(shí),A=65;S-1.5~2.5mm時(shí),A=75);h為凹13成型模起始區(qū)長(zhǎng)度;D為毛坯外徑。操縱拉桿端部通過(guò)擠壓和鐓粗成型,也就是通管狀毛坯一個(gè)端部變形的工作行程理論值為原過(guò)軸向力使毛坯向凹模內(nèi)移動(dòng),減小外徑和內(nèi)徑以始毛壞和已變形手坯長(zhǎng)度差的1/2。增加毛坯端部壁厚。中國(guó)煤化工程一般通過(guò)2~3擠壓和鐓粗過(guò)程的穩(wěn)定性取決于毛坯的相對(duì)厚個(gè)成CNMHG度K:熱收口過(guò)程中,使用潤(rùn)滑劑不但對(duì)零件熱收口Hot Working Technology 2010, Vol39, No 15上半月出版Casting· Forging· Welding金屬鑄鍛焊技術(shù)表面粗糙度有好處,而且對(duì)熱收口時(shí)的金屬流動(dòng)減置(中心架)改為徑向可調(diào)方式,使零件的中心軸線小收口力也有一定作用。拉桿熱收口時(shí)采用的潤(rùn)和凹模中心軸線始終保持共線;同時(shí)為了提高運(yùn)動(dòng)滑劑為晶體石墨、滑石粉黃丹、汽缸油按配比(體積時(shí)的平穩(wěn)性,增加了中心架的支點(diǎn)提高了中心架的比)2:2:3:13配制而成。剛性,減少了收口過(guò)程中的中心架受力變形,偏心問(wèn)2常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題分析及處理題得到根本解決。潤(rùn)滑劑也影響管子在模腔中的均勻流動(dòng),應(yīng)避免油中產(chǎn)生顆粒,防止顆粒在模腔里增由于2D12T4材料的變形系數(shù)小,成形難度很大摩擦,導(dǎo)致鋁管在圓周方向上受力不均勻通過(guò)采大,并且設(shè)備、工裝、工藝參數(shù)等各方面對(duì)熱收口質(zhì)取上述兩方面措施,即可保證鋁管變厚部分獲得均量均有影響。因此在成型過(guò)程中可能出現(xiàn)很多問(wèn)勻的厚度。題,下面對(duì)常出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題及其原因進(jìn)行分析,并24收縮區(qū)起皺給出處理措施。測(cè)量成形后起皺的管子發(fā)現(xiàn)鋁管過(guò)渡區(qū)的角度1鋁管彎曲并產(chǎn)生凸棱符合模具圖紙給定的值,收縮區(qū)起皺的主要原因是由于鋁管受一軸向各截面相等的力,鋁管彎曲凹模入口處半徑尺寸設(shè)計(jì)不合理,不是均勻過(guò)渡使是由于壓桿失穩(wěn)造成的,鋁管在到達(dá)凹模附近區(qū)域凹模入口處變?yōu)閳A角均勻過(guò)渡,并減小內(nèi)腔表面粗時(shí),所受的熱能量不夠,變形抗力依然很大,致使在糙度解決了起皺問(wèn)題受力薄弱區(qū)(凹?？卓谔?開(kāi)始彎曲并產(chǎn)生凸棱。因25凹模在過(guò)渡裝置中卡死此采取措施保證鋁管在凹模里的溫度及預(yù)熱時(shí)間和凹模和過(guò)渡裝置熱漲量與凹模和過(guò)渡裝置的尺推進(jìn)速度讓鋁管在凹模里獲得最充分的熱量零件寸協(xié)調(diào)問(wèn)題是造成凹模在過(guò)渡裝置中卡死的主要原材料的內(nèi)應(yīng)力急劇下降,以減少變形抗力。在保證鋁因。受熱后產(chǎn)生實(shí)體膨脹,消除間隙甚至產(chǎn)生過(guò)盈管得到充分的熱量方面,溫度是關(guān)鍵因素,因此,就量,在長(zhǎng)度和軸向方向上都產(chǎn)生干涉,從而使凹模在必須把握溫度控制設(shè)備和溫度顯示設(shè)備特性和狀過(guò)渡裝置中卡死。凹模與過(guò)渡裝置的裝配關(guān)系及尺態(tài)。經(jīng)相關(guān)工藝試驗(yàn):發(fā)現(xiàn)鋁管彎曲、產(chǎn)生凸棱是由寸協(xié)調(diào)情況,與設(shè)計(jì)選用的材料有關(guān)系。設(shè)計(jì)工裝于凹模實(shí)際溫度低于規(guī)定溫度150℃,通過(guò)解決熱時(shí),從相關(guān)關(guān)聯(lián)尺寸當(dāng)中找到主配合尺寸,其余的尺電偶和溫度表的問(wèn)題,把握住熱電偶及控制電路的寸考慮一定間隙以補(bǔ)償熱漲量,從而避免了過(guò)度裝工作規(guī)律,成功地解決了產(chǎn)生凸棱及彎曲現(xiàn)象置和凹模的卡死現(xiàn)象。間隙一定要適中,以能補(bǔ)償熱22收縮區(qū)不變厚漲量為宜,過(guò)小會(huì)產(chǎn)生卡死現(xiàn)象,過(guò)大會(huì)導(dǎo)致鋁管推鋁管進(jìn)入凹模內(nèi)時(shí),在預(yù)熱區(qū)熱量已經(jīng)很大,這進(jìn)和拉出過(guò)程中產(chǎn)生沖擊。樣在推進(jìn)的材料體積一定的情況下,鋁管在預(yù)熱區(qū)就達(dá)到內(nèi)應(yīng)力很低的狀態(tài)開(kāi)始提前變厚,而沒(méi)有完3結(jié)束語(yǔ)全在收縮區(qū)變厚,從而收縮區(qū)的厚度不夠,預(yù)熱區(qū)反熱收口成型拉桿是一項(xiàng)較新的工藝,正被應(yīng)用而太厚了。由此采取措施減少凹模預(yù)熱區(qū)長(zhǎng)度,提高于新型飛機(jī)上。由于熱收口質(zhì)量影響因素多,只有推進(jìn)速度,從而保證鋁管到過(guò)渡區(qū)時(shí)熱量達(dá)到使鋁確定好各項(xiàng)工藝參數(shù),設(shè)計(jì)出合理的工裝模具,并進(jìn)管材料內(nèi)應(yīng)力急劇下降所需的熱量,又保證預(yù)熱區(qū)行正確操作,才能保證加工出合格產(chǎn)品。確定技術(shù)參內(nèi)鋁管吸收的熱量不過(guò)高,應(yīng)力下降不急劇,從而改數(shù)時(shí),應(yīng)該把理論值與實(shí)際試樣相結(jié)合來(lái)確定。變收縮區(qū)不變厚的現(xiàn)象。23收縮區(qū)厚度不均勻參考文獻(xiàn):收縮區(qū)厚度不均勻是鋁管推進(jìn)軸線和凹模軸線]李慶軍,鋁合金體一次熱收口成形的影響因素門輕合魚不共線及潤(rùn)滑劑質(zhì)量不好造成的。由于軸線偏心,導(dǎo)加工技術(shù),2002,(30):4950致管子所受軸向力沿圓周方向不均勻,有的截面壓2]張士林,任頌贊,簡(jiǎn)明鋁合金手冊(cè).上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文力大,有的截面壓力小,致使管子進(jìn)入收縮區(qū)時(shí),材料流動(dòng)速度不均勻因此采取措施把鋁管的定心裝TH中國(guó)煤化工影響研究門鍛壓技術(shù)CNMHG《熱加工工藝》2010年第39卷第15期101