复杂三维扭曲空心叶片充液压制工艺

针对一种航空发动机复杂三维扭曲空心叶片进行充液压制工艺研究。通过有限元分析软件对空心叶片充液压制过程进行数值模拟,探究管坯长度、密封推头结构和充液压力对GH4169高温合金薄壁管充液压制成形过程中的管坯贴模情况、壁厚及尺寸的影响,并进行试验验证。结果表明:管坯长度越短,管坯两端的材料越容易向中间流动,管坯易起皱。采用锥形密封推头有效改善了材料流动,可实现管坯简单、有效的密封。采用充液压制工艺可使管坯在较低的充液压力下成形出小半径圆角。当管坯长度为240 mm、充液压力为9 MPa时,管坯的贴模性较好,最小圆角半径为1.0 mm,最大壁厚减薄率为4.1%。试验结果和数值模拟结果一致,成形出的空心叶片表面质量良好,壁厚均匀、减薄小,满足尺寸精度要求,达到了复杂三维扭曲空心叶片短流程、低成本、高精密成形的目的。

多步管材充液成形技术在大胀形率复杂截面零件中的应用

传统管材充液成形工艺在成形大胀形率复杂截面零件过程中,受模具形面限制,材料很难在环向均匀流动,从而导致成形失败。针对以上问题,利用有限元仿真方法,总结危险点的成形规律,建立几何模型与力学模型,得到应力沿环向的分布规律,指出危险点变形失稳的原因。在此基础之上,将材料沿环向的变形过程分解为在环上的拉伸变形和在形状上的屈曲变形两个阶段,提出了一种新的多步管材充液成形工艺,并以某型航空发动机的导流叶片衬管为例,进行试验验证。结果表明,多步管材充液成形工艺可以有效降低材料在高压成形阶段的减薄,提高成形精度,降低设备负载。