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大型铝合金环锻件加工变形控制技术研究

余杭卓 胡波洋 李开勇 吴健军 李小祥 朱文辉

余杭卓, 胡波洋, 李开勇, 吴健军, 李小祥, 朱文辉. 大型铝合金环锻件加工变形控制技术研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (4): 89-96. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.014
引用本文: 余杭卓, 胡波洋, 李开勇, 吴健军, 李小祥, 朱文辉. 大型铝合金环锻件加工变形控制技术研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (4): 89-96. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.014
YU Hangzhuo, HU Boyang, LI Kaiyong, WU Jianjun, LI Xiaoxiang, ZHU Wenhui. Research on technology of deformation control for large aluminum alloy ring forging[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (4): 89-96. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.014
Citation: YU Hangzhuo, HU Boyang, LI Kaiyong, WU Jianjun, LI Xiaoxiang, ZHU Wenhui. Research on technology of deformation control for large aluminum alloy ring forging[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (4): 89-96. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.014

大型铝合金环锻件加工变形控制技术研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.014
详细信息
    作者简介:

    余杭卓,男,1987年生,博士,工程师,研究方向为航空航天结构件高效加工。E-mail:421508485@qq.com

    通讯作者:

    余杭卓,男,1987年生,博士,工程师,研究方向为航空航天结构件高效加工。E-mail:421508485@qq.com

  • 中图分类号: TH161

Research on technology of deformation control for large aluminum alloy ring forging

  • 摘要: 大型铝合金环锻件加工工艺流程复杂,工序较多,加工过程伴随有工件变形。针对各主要工序带来的变形问题,结合加工工艺和工件材料性能属性对变形机理展开深入研究,围绕变形原因,针对加工前、加工中和加工后提出了一系列变形控制措施。通过试验验证了变形控制方法的有效性,为后续工件量产提供工艺优化参考。

     

  • 图  1  铝锻件毛坯

    图  2  加工后的产品

    图  3  加工工艺流程及各工序完成后的圆度

    图  4  加工后横向截面形状

    图  5  加工过程横向截面形状变化

    图  6  开窗区域残余应力测量

    图  7  25X尺寸的微观组织

    图  8  振动时效前后残余应力对比

    图  9  局部结构设计优化

    图  10  残余应力测量布局

    图  11  工件机械校形示意图

    表  1  坯料机械性能数据

    测试区域试棒长度/mm拉伸力/kN拉伸强度/MPa平均值/MPa拉伸力/kN屈服强度/MPa平均值/MPa延伸率/(%)平均值/(%)
    第一象限环11040.4251547635.334504191010.5
    环21034.3543730.5538911
    径16.0913.4946347510.9237538645.25
    径26.0714.0948711.543986.5
    轴16.0214.4850950112.3943542699
    轴26.0214.0449311.894189
    第二象限环19.9835.8145847130.923953991213.25
    环29.9737.848431.4940314.5
    径16.0213.8948848011.824154086.56.75
    径25.9813.2747211.264017
    轴15.9714.05502496124294201111
    轴2613.8549011.6541211
    第三象限环19.9840.451649535.164494219.512
    环21037.3247530.8539314.5
    径16.1014.0948247911.5239439955
    径26.1314.0647611.954055
    轴1613.6348249711.334014209.59.75
    轴2614.4951212.4343910
    第四象限环19.9740.351649535.044494231111.5
    环210.1138.147531.9639812
    径16.0612.9644946411.333933953.55.25
    径26.1114.0347911.643977
    轴16.0213.0545847311.0338840176.75
    轴26.0213.948811.814156.5
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    表  2  1#试验件网格加工顺序

    加工区域网格加工顺序(数字代表测点所在区域)
    上端3→7→4→8→5→1→6→2
    中部14→7→1→5→8→3→6→2
    中部22→7→4→1→6→3→5→8
    下端6→1→4→8→5→2→7→3
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    表  3  吃刀量控制

    最大吃刀量/mm
    圆度变化情况粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段
    圆度变化不大321
    圆度变化较大21.50.8
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    表  4  3、4#试验件加工效果对比

    加工工序圆度/mm加工工序圆度/mm
    3#试
    验件
    4#试
    验件
    3#试
    验件
    4#试
    验件
    1、粗开窗口4.233.556、半精车内外形1.250.95
    2、粗车中间槽1.811.057、半精铣内型面网格2.231.26
    3、粗铣上下法兰3.442.478、精车1.240.84
    4、粗车内外形2.111.549、精铣2.121.08
    5、粗铣内型面网格4.412.9810、校形未校形0.72
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  • [1] 岳彩旭, 张俊涛, 刘献礼, 等. 薄壁件铣削过程加工变形研究进展[J]. 航空学报, 2022, 43(4): 1-26.
    [2] Jiang X H, Wang Y F, Ding Z S, et al. An approach to predict the distortion of thin-walled parts affected by residual stress during the milling process[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017, 93(9-12): 4203-4216. doi: 10.1007/s00170-017-0811-2
    [3] 李康, 李蓓智, 杨建国, 等. 薄壁弱刚性件的工艺方法及变形控制研究[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2013(10): 101-104. doi: 10.3969/j.issn.1001-2265.2013.10.027
    [4] 郑耀辉, 王朋, 王明海, 等. 不同加工顺序对薄壁件加工变形的仿真研究[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2018(5): 157-160. doi: 10.13462/j.cnki.mmtamt.2018.05.041
    [5] Hou Y H, Zhang D H, Zhang Y, et al. The variable radial depth of cut in finishing machining of thin-walled blade based on the stable-state deformation field[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2021, 113(1): 141-158.
    [6] Yu H Z, Qin S F, Ding G F, et al. Integration of tool error identification and machining accuracy prediction into machining compensation in flank milling[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2019, 102(9-12): 3121-3134.
    [7] 罗宇. 大型薄壁件加工变形预测及其影响因素研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学,2017.
    [8] 王朋. 铝合金薄壁件加工变形仿真技术研究[D]. 沈阳: 沈阳航空航天大学, 2018.
    [9] 魏慧. 2A14铝合金薄壁件高速铣削参数优化研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学,2016.
    [10] 杨洋, 张亮, 刘彩军, 等. 某型号舱段复杂环框类工件整体数控加工工艺研究[J]. 制造技术与机床, 2019(10): 13-16. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2019.10.001
    [11] 李名扬, 张朋朋, 郑骥, 等. 振动时效在大型铝合金薄壁环中的应用[J]. 金属热处理, 2015, 40(6): 145-148. doi: 10.13251/j.issn.0254-6051.2015.06.033
    [12] 王志坚, 刘双进, 贾师强. 弱刚性环框高精度加工技术研究与应用[J]. 航天制造技术, 2015(4): 25-31.
    [13] 梁艳, 孔令磊, 赵东国, 等. 复杂薄壁舱体低应力加工关键技术研究[J]. 航天制造技术, 2021(2): 32-36.
    [14] 陈鹏强, 翟学智, 刘明, 等. 大型异形铸造铝合金舱体精密加工技术研究[J].航天制造技术, 2019(6): 16-23.
    [15] 蹇悦, 杨叶, 郭国强, 等. 航天铝合金薄壁零件高效加工策略[J]. 航空制造技术, 2015(6): 54-58.
    [16] 林勇, 罗育果, 汤立民. 航空薄壁弧形框加工变形控制方法研究[J]. 机械设计与制造, 2012(2): 107-109. doi: 10.3969/j.issn.1001-3997.2012.02.042
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-21
  • 录用日期:  2023-02-18
  • 修回日期:  2022-10-11

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