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大径厚比薄壁变曲率构件充液拉深成形技术

锻压技术 2022年第4期47卷 126-133页

作者：周永新冯苏乐杨学勤徐永超嘉兴职业技术学院智能制造学院浙江嘉兴314036 上海航天精密机械研究所上海201600 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

为提高大径厚比变曲率薄壁件的成形质量,对充液拉深技术开展了分析,利用CAE技术和试验相结合的方法,分析了充液拉深过程中材料变形机理和工艺参数的影响规律。为成形良好产品,分析了板料尺寸、液室压力及圆角半径等参数对成形的影响,并... 详细信息

为提高大径厚比变曲率薄壁件的成形质量,对充液拉深技术开展了分析,利用CAE技术和试验相结合的方法,分析了充液拉深过程中材料变形机理和工艺参数的影响规律。为成形良好产品,分析了板料尺寸、液室压力及圆角半径等参数对成形的影响,并通过试验得到优化的工艺参数,同时设计了带α角的分体模具结构,实现了降低压边力、减小起皱风险、减少液体容积的有益效果。结果表明,当板料尺寸为Φ1250 mm,液室压力为5~7 MPa,圆角半径为30 mm时,成功研制了变曲率构件并通过了尺寸检验,产品的外形尺寸精度由0.8 mm提升至0.4 mm,并降低了零件的减薄率,为薄壁构件精密制造水平的提升提供了技术支持。

关键词：变曲率半球件充液拉深成形大径厚比液室压力圆角半径

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非对称四通件整体成形技术

导弹与航天运载技术 2021年第4期 15-20页

作者：冯苏乐徐永超徐琅董智军黄仪上海航天精密机械研究所上海201600 哈尔滨工业大学哈尔滨150001 上海航天电子技术研究所上海201109

针对非对称四通件传统加工过程存在的问题,提出整体成形试验方案,串联集成“充液拉深-缩口-液压胀形-翻孔”等系列工艺,以形位尺寸及壁厚减薄率为约束指标,针对成形难度最大的拉深,分别分析了液室压力、拉深比、压边力等对成形的影响。... 详细信息

针对非对称四通件传统加工过程存在的问题,提出整体成形试验方案,串联集成“充液拉深-缩口-液压胀形-翻孔”等系列工艺,以形位尺寸及壁厚减薄率为约束指标,针对成形难度最大的拉深,分别分析了液室压力、拉深比、压边力等对成形的影响。经过试验表明,压边力为50T时,可成形良好的深筒形件,并通过设计“胀形+翻孔”组合工艺,实现非对称四通件的精确定位与小减薄率翻孔成形。经过测量零件最大减薄量为22.5%,成形良好并通过了液压强度考核试验,实现四通零件整体无缝成形,为航天多通产品整体成形提供了技术基础。

关键词：非对称四通件整体成形 “胀形+翻孔”组合受力分析

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液压复合成形技术在三通件上的应用

锻压技术 2018年第1期43卷 72-77页

作者：冯苏乐徐永超赵淘管雅娟徐爱杰上海航天精密机械研究所上海201600 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

利用液压复合成形技术,对数控铣削加工三通件进行工艺改进,针对充液拉深和内高压胀形阶段建立了力学模型,分析了摩擦系数、拉深比、压边力和胀形力等工艺参数对零件成形的影响.通过对液室压力的数值模拟,得到在40 MPa液压下,充液拉深后... 详细信息

利用液压复合成形技术,对数控铣削加工三通件进行工艺改进,针对充液拉深和内高压胀形阶段建立了力学模型,分析了摩擦系数、拉深比、压边力和胀形力等工艺参数对零件成形的影响.通过对液室压力的数值模拟,得到在40 MPa液压下,充液拉深后零件的壁厚减薄率最小,为27.5%,壁厚最薄处位于凸模圆角区域;并通过液压复合成形工艺,试制出内径为SR90 mm的三通件,成形的三通件翻边处最小壁厚为1.59 mm,通过了液压强度、气密性能等可靠性考核,实现了1Cr18Ni9Ti不锈钢球形三通件的整体成形.研究表明,采用液压复合成形技术,三通件的研制周期缩短了8天,材料利用率提高了60%以上.

关键词：液压复合成形三通件液室压力充液拉深内高压胀形

2219铝合金交叉筋筒段固溶态温旋实验研究

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锻压技术 2021年第4期46卷 199-204页

作者：冯苏乐周宇杨学勤王业伟李淑慧于忠奇上海航天精密机械研究所上海201600 上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

针对大型铝合金交叉筋筒段旋压后热处理变形大的问题,设计了"固溶-温旋-人工时效"的工艺路线,完成了旋压成形+固溶时效(T6态)和固溶-温旋-人工时效(T8态)两种工艺路线下的2219铝合金交叉筋筒段旋压试验,并分别对T6态和T8态样件的力学性... 详细信息

针对大型铝合金交叉筋筒段旋压后热处理变形大的问题,设计了"固溶-温旋-人工时效"的工艺路线,完成了旋压成形+固溶时效(T6态)和固溶-温旋-人工时效(T8态)两种工艺路线下的2219铝合金交叉筋筒段旋压试验,并分别对T6态和T8态样件的力学性能和微观组织进行了分析。试验结果表明:采用固溶态管坯在180~200℃进行温旋压,时效后的样件获得了较高的尺寸精度;与T6态样件相比,T8态样件的壁板拉伸性能、壁板和筋部维氏硬度均得到了提高,这得益于时效样件获得了更为细小的晶粒组织和更多的析出强化相。该工艺方法为航天大型带交叉筋筒段的工程研制提供了技术支持。

关键词：交叉筋筒段温旋压尺寸精度力学性能微观组织

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基于有限元的多层波纹管成形数值模拟及应用

锻压技术 2023年第5期48卷 260-265页

作者：简翰鸣宋珂袁杏杨斌张柳锋冯苏乐竺叶青上海航天精密机械研究所上海201600

对运载火箭增压输送系统管路用外径为Φ60 mm、壁厚为0.35 mm的双层波纹管的整体液压成形过程进行有限元数值仿真,通过在有限元分析软件中设置不同的边界条件,模拟多层波纹管的成形压力和壁厚减薄量等关键工艺参数及成形结果。通过对目... 详细信息

对运载火箭增压输送系统管路用外径为Φ60 mm、壁厚为0.35 mm的双层波纹管的整体液压成形过程进行有限元数值仿真,通过在有限元分析软件中设置不同的边界条件,模拟多层波纹管的成形压力和壁厚减薄量等关键工艺参数及成形结果。通过对目标多层波纹管整体液压成形进行工艺试验,对有限元分析结果进行验证。结果表明:波纹管液压成形压力应使管坯材料应力大于屈服强度,方可顺利成形出波纹管产品,即成形压力应大于10 MPa;具体成形压力的选择应根据波形饱满程度、最大等效应力值及壁厚减薄量综合考虑,故选择15 MPa作为成形压力;波纹管壁厚在波峰处的减薄量最大,并由波峰至波谷递减,最小壁厚为0.57 mm。

关键词：多层波纹管液压成形成形压力壁厚减薄量多层结构

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梨形六通件的旋压复合成形工艺

锻压技术 2020年第11期45卷 94-100页

作者：冯苏乐王业伟沈宏华陈莎莎张建利杨学勤上海航天精密机械研究所上海201600 傲垦数控装备有限公司江苏苏州215500

针对5A06铝合金梨形六通件的结构特点,提出多道次旋压复合成形的试验方案,并设计了旋压及翻孔工装,采用"筒形件旋压+反锥渐进旋压+收口旋压+翻孔成形"工艺,实现了零件的整体成形。为满足零件壁厚最小的要求,筒形件旋压采用"普旋+强旋"... 详细信息

针对5A06铝合金梨形六通件的结构特点,提出多道次旋压复合成形的试验方案,并设计了旋压及翻孔工装,采用"筒形件旋压+反锥渐进旋压+收口旋压+翻孔成形"工艺,实现了零件的整体成形。为满足零件壁厚最小的要求,筒形件旋压采用"普旋+强旋"相结合的方式,收口采用往返程交替旋压方式,并研究分析了热处理及旋压温度对成形的影响。在旋压过程中,零件容易产生纵向、横向裂纹及边缘波纹,这些缺陷与旋压温度、退火道次有很大关系。试验表明:旋压温度为300~320℃时,设置两次去应力退火后,翻孔后零件的最大减薄量达到最低的48.3%,同时消除了起皱、开裂等缺陷,零件的成形效果较好。

关键词：梨形六通件渐进成形翻孔旋压温度退火

碳纳米管增强铝基复合材料薄壁椭球件旋压成形实验

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锻压技术 2023年第5期48卷 183-187页

作者：冯苏乐余小鹏李志强宋若存杨学勤于忠奇上海航天精密机械研究所上海201600 上海交通大学上海市复杂薄壁结构数字化制造重点实验室上海200240 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

铝基复合材料作为一种新型轻质高强材料,在航天型号产品上具有重要的应用前景。以碳纳米管增强铝基复合材料为对象,开展薄壁曲母线构件旋压成形和热处理工艺研究,评估碳纳米管增强铝基复合材料薄壁件工程应用的可行性。旋压实验表明:通... 详细信息

铝基复合材料作为一种新型轻质高强材料,在航天型号产品上具有重要的应用前景。以碳纳米管增强铝基复合材料为对象,开展薄壁曲母线构件旋压成形和热处理工艺研究,评估碳纳米管增强铝基复合材料薄壁件工程应用的可行性。旋压实验表明:通过与现有航天用铝合金材料对比,获得了碳纳米管增强铝基复合材料“固溶500℃×2 h+时效150℃×4 h”的最佳参数组合,并采用多道次旋压工艺,得到的薄壁椭球件具有良好的几何精度;同时,经过人工时效后旋压件的拉伸强度可达580 MPa,相较于现有铝合金材料提高了35%。本研究成果为碳纳米管增强铝基复合材料在大型航天薄壁件上的工程应用提供了技术支持。

关键词：铝基复合材料薄壁构件旋压成形人工时效碳纳米管

充压镦形对先进高强钢弯曲管状件回弹的控制效果

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锻压技术 2023年第5期48卷 117-122,161页

作者：林才渊简翰鸣寇晗涛宋柯冯苏乐赵耀邦孙磊初冠南上海航天精密机械研究所上海201600 哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东威海264209

为了解决先进高强度钢弯曲管状零件存在的严重回弹缺陷问题,提出了一种利用充压镦形工艺来控制此类零件回弹的新方法。该工艺的力学原理是通过上模的合模运动(垂直于弯曲轴线),对弯管施加环向压缩使环向材料发生塑性变形和后继屈服,使... 详细信息

为了解决先进高强度钢弯曲管状零件存在的严重回弹缺陷问题,提出了一种利用充压镦形工艺来控制此类零件回弹的新方法。该工艺的力学原理是通过上模的合模运动(垂直于弯曲轴线),对弯管施加环向压缩使环向材料发生塑性变形和后继屈服,使内、外侧的轴向弯曲应力完全转化为轴向压应力,消除了由弯曲引起的内层压应力和外层拉应力之间的轴向应力差,实现了基本控制回弹的目的,这与拉弯法的力学原理正好相反。采用有限元分析和实验验证两种方法来揭示充压镦形控制管状件弯曲回弹的力学机理。研究结果表明,管材的弯曲回弹量随着压缩量的增加而减小,并且存在一定的临界压缩量。对于抗拉强度分别为600和800 MPa的先进高强钢,通过该方法可将回弹量降低95%以上。

关键词：充压镦形先进高强钢弯曲管状件回弹控制临界压缩量

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高强钢管状件充液压形截面回弹规律

锻压技术 2024年第3期49卷 66-74页

作者：林才渊邹隆勋历吴恺张越武凯琦孙振钦冯苏乐李伟初冠南上海航天精密机械研究所上海201600 哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东威海264209

为促进充液压形技术在轻量化领域的应用与推广,分别采用数值模拟和实验验证研究了高强钢管状构件在室温下充液压形卸载后的回弹特性,探讨了各工艺参数(内压、截面圆角半径、壁厚)对成形精度的影响,通过力学分析揭示了各工艺参数的影响... 详细信息

为促进充液压形技术在轻量化领域的应用与推广,分别采用数值模拟和实验验证研究了高强钢管状构件在室温下充液压形卸载后的回弹特性,探讨了各工艺参数(内压、截面圆角半径、壁厚)对成形精度的影响,通过力学分析揭示了各工艺参数的影响机理。结果表明:由于内压的存在,管材在充液压形过程中产生附加的环向拉力,降低了截面弯矩,因而适当地增大内压对充液压形后卸载的截面回弹有抑制效果;随着内压的增加,截面回弹量先增大后减小,并且存在临界内压,此时截面回弹量达到最大值;截面圆角半径越大,充液压形卸载后的截面回弹量越大;壁厚的增加提高了截面的抗弯刚度,进而引起截面回弹量的降低。

关键词：高强钢充液压形回弹管状构件抗弯刚度