TA15钛合金异形曲面钣金件热压成形工艺

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1、设计·工艺2017年8月第4期TA15钛合金异形曲面钣金件热压成形工艺刘奇李保永秦中环李信杜昊龙（北京航星机器制造有限公司，北京100013）摘要：分析了某大尺寸TA15钛合金异形曲面钛合金钣金件结构特点，并进行成形工艺分析，制定了先热压预成形主体型面后热压校形折弯角小于90°折弯边的工艺方案。通过有限元分析软件FormingSuite进行热压成形模拟，预估了易出现褶皱缺陷区域并提出坯料边缘开工艺豁口解决方案；生成了毛坯并通过优化得出最终下料尺寸。进行了预成形及终校形模具设计，通过试验获得了主体型面与检测样板间隙

2、小于1mm、带曲率折弯边无褶皱、前侧折弯角约85°折弯边成形到位的钣金件。试验证明FormingSuite有限元分析对钛合金钣金件热压成形工艺研究具有较强的指导意义，先热压预成形主体型面后热压终校形工艺方案可行。关键词：TA15钛合金；热压成形；FormingSuite；有限元分析；模具设计；异形曲面钣金件Hot-pressFormingTechnologyofTA15TitaniumAlloyProfiledSurfaceSheetMetalPartsLiuQiLiBaoyongQinZhonghuanLiXi

3、nDuHaolong(BeijingHangxingTechnologyDevelopmentCo.,Ltd,Beijing100013)Abstract：ThestructuralcharacteristicsofTA15titaniumalloysheetmetalwithspecialshapeareanalyzedandtheformingprocessisanalyzed.Theprocessthathotshapethebendingedgeofwhichbendingangleislessthan9

4、0°afterhotformingofthemainbodywasdeveloped.ThroughthefiniteelementanalysissoftwareFormingSuite,theformingsimulationiscarriedout.Theshapeofthefolddefectisestimatedbandtheblankedgeopenprocessgapsolutionisproposed;theblankisgeneratedandthefinalcuttingsizeisobtai

5、nedbyoptimization.Thepreformandthefinalmoldweredesigned.Forthepartprepared,thegapofthemainsurfaceandthetesttemplatewaslessthan1mm,thecurvaturebendingedgewithoutwrinkles,andthefrontbendingedgeofwhichbendingangleisabout85°wasforminginplace.Theexperimentalresult

6、sshowthatthefiniteelementanalysisofFormingSuitehasastrongguidingsignificanceforthehotformingprocessoftitaniumalloysheetmetalpartsandtheformingprocessisfeasible.Keywords：TA15titaniumalloy；hot-pressforming；FormingSuite；finiteelementsanalysis；molddesign；profiled

7、surfacesheetmetalparts[3]1引言合金板材室温状态具有以下特点：强度较高（σ、bσ），厚向异性指数（R值）较大，所需成形力较高；0.2随着航空航天事业的高速发展，钛合金被广泛应屈强比（σσ）大，塑性变形范围较小，易破裂；0.2s用于飞行器制造方面。钛合金具有比强度高、比刚性钛合金弹性模量E较小，反应冲压回弹大小（σ/E）0.2[1，2]高、导热性好等特点。目前，部分飞行器用钛合金值较大，成形后回弹严重。因此，钛合金板材采用冷钣金件具有型面复杂、尺寸精度要求高的特点，且钛冲压成形，难以获得满足

8、型面和尺寸要求结构件。热基金项目：高档数控机床与基础制造装备国家重大专项项目（2014ZX04001-141）。作者简介：刘奇（1990），硕士，材料加工工程专业；研究方向：金属塑性成形。收稿日期：2017-07-076设计·工艺航天制造技术压成形是利用金属板材在特定温度下具有良好塑性的金件主体部分后热校形负角度翻边的工艺方案，并设特点，采用很小的压力实现板料与模具型腔贴