硬态挤压型材下陷冷成形工艺研究及应用

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1、钛合金成形工艺TITANIUMALLOYFORMINGPROCESS硬态挤压型材下陷冷成形工艺研究及应用ResearchandApplicationofHardJoggleinExtrudedStockbyColdForming中航工业昌河飞机工业集团有限责任公司夏琦[摘要]针对铝合金硬态挤压型材类零件冷成形工艺制取下陷出现的塌边问题，通过分析挤压型材结构的特殊性，从材料自身金属性能结合下陷成形过程的应力应变分析查找原因，依据相应标准摸索解决挤压型材尖角冷工艺制下陷塌边问题的工艺方法及模具结构的关键点，从而解决了硬态挤压型材类零件冷成形工艺制取下陷塌边问题。

2、关键词：挤压型材下陷塌边[ABSTRACT]Basedonthecooperationproject下陷developmentneeds,inviewofthejogglesofaluminumal-图1挤压角材loyhardextrudedstocksappeardepressionedgeissuesbyFig.1Extrudedstockthecoldforming,Throughanalysisonthecharacterofex-trudedstock,themetalcharacterandthestressofformingprocessfor

3、extrudedstockisresearched,accordingtotherelativestandards,theformingtechnologyandthekeyofdiestructureisexplored,toresolveextrudedstocksdepres-sionedgeissuesbythecoldforming.Keywords:ExtrudedstockJoggleDepressionside图2挤压“Z”字型材DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.17.114Fig.2“Z”exetruded

4、stock国际合作机型S76D研制中，尤其是尾梁部分有多R尖角种挤压角材及“Z”字挤压型材，要求制取下陷，材料为7075-T6511的挤压型材，外方标准中要求上述状态下r内R的挤压型材制下陷需热成形制取。公司目前不具备热成形制下陷的工艺及设备，冷成形制取下陷常用于板弯件，对于挤压型材类零件采用常规的制取下陷的工艺及模具，零件根部基本未出现变形。如图1所示尖角区域为一水平线未出现台阶，即俗称的塌边，对此类问题，一板弯型材挤压型材直未得到有效解决。对于挤压型材类零件，采用冷成形图3板弯型材及挤压型材结构不同工艺制取下陷，据了解同行业其他厂均存在根部塌边问Fig.

5、3Differentformofsteetstockandextrudedstock题，更何况淬火态下制下陷，材料塑性不佳，强度又高，尖角如图3所示。基本不可能，对此无可借鉴的经验。所以无论挤压角材抑或挤压“Z”型材、“T”型材等，从其结构上分析，可以认为均为翼板和腹板的组合，其1板弯型材与挤压型材结构特点下陷结构如图4所示。板弯型材由板材经折弯等钣金成形工艺达到要求的尺寸，与挤压型材外形的明显不同在于板弯型材内、2挤压型材下陷成形分析外折弯角均为圆角，而挤压型材内角为圆角，外侧则为2.1下陷成形基本过程114航空制造技术·2015年第17期钛合金成形工艺T

6、ITANIUMALLOYFORMINGPROCESS模具圆角修正下陷深度翼板48零件3.37此处加垫3-M10下陷过渡区腹板3-M101120φ图4挤压型材下陷结构Fig.4Joggleofextrudedstock18挤压型材下陷制取是由一套凸凹模施加一定成形12力挤压成形的过程，过程如图5所示。图5（a）为型材φ11φ18在成形力和模具的反作用力下，端头开始沿下陷结束端开始弯曲变形的状态；图5（b）为端头弯曲到一定程度（a）挤压角材下陷模截面图后与下模接触，在成形力和模具的反作用力作用下，端头部分和下陷区域开始沿两个不同的方向弯曲成形；图5（c）为型材完

7、全成形到位的状态。M-6-6H/6g如图5所示，在型材的翼板面上，成形时可看作平板件的弯曲成形，整个下陷变形区域所受的应力和应变15差异不大，所需的变形力小，较易成形。而在腹板面上，较高的腹板高度，使得这个边在成形方向上刚性大，较模具Z形挤压难成形，且腹板面厚度相对很薄，产生塑性变形时很容圆角型材易产生失稳，故在整个下陷成形过程中存在2个问题：（1）如何在变形过程中使腹板面上产生作用力，使其足以发生塑性变形，这是下陷能否成形到位的关键；（2）需加垫如何使腹板面在塑性变形中不发生沿厚度方向的失稳变形。如图5所示，零件成形时受作用力P作用于翼板的上平面，模具的结

8、构必须考虑翼板的下平面能够产生反作用力N与P产生弯矩