拉延筋结构对椭球瓜瓣构件充液拉深过程的影响

基于大型薄壁瓜瓣构件充液拉深现场实验结果,分析了缺陷产生的原因,由于瓜瓣大端角部局部区域拉力不足,材料流料量过大产生了缺陷,其无法单纯依靠整体调整工艺参数解决。针对缺陷产生的原因,提出了3种模具拉延筋优化方案并分别进行了模拟,对比分析了3种方案的流料和起皱情况。结果表明,方案3在解决大端角部起皱的基础上,整体成形效果更优。最终确认方案3为最优方案,并进行了现场生产,与模拟结果一致,通过模具拉延筋优化,解决了瓜瓣构件充液拉深成形过程易出现的局部起皱及拉裂缺陷,获得了合格产品。

多规格椭球瓜瓣充液拉深成形回弹控制

以多种规格椭球瓜瓣为研究对象,运用Dynaform软件,模拟充液拉深成形工艺过程,基于得到的自由状态回弹量计算结果,研究依靠增大压边力、增加拉延筋的工艺方法,初步实现回弹控制,模拟结果显示回弹减至4. 87 mm以内。针对型面方程一致的特点,研究1套模面补偿兼容全部规格椭球瓜瓣的回弹控制,对模具型面进行了二次回弹补偿优化,并根据实际回弹数据最终完成实际型面补偿。通过现场试验获得了型面精度满足设计要求的所有合格产品,全部回弹量有效地控制在1 mm以内。结果表明,采用工艺参数控制和兼容性的型面补偿实现了1套模具成形多规格瓜瓣的回弹控制,验证了仿真过程的有效性和实用性,减少了试模费用和开发周期。

椭球瓜瓣构件充液成形模具设计及优化

以两种材质(2219铝合金及2A14铝合金)、8种厚度规格(4.5~9.5 mm)的航天运载火箭用铝合金椭球瓜瓣构件产品为研究对象,以板坯减薄率、壁厚同板差及型面偏差为技术指标,通过理论计算、软件辅助等手段设计完成了一套通用的充液成形模具,并利用有限元软件对全部规格的椭球瓜瓣构件进行充液成形工艺仿真,得到了板坯成形后的技术指标参数。通过对模具进行仿真回弹补偿优化,并结合后期生产试验进行验证和改进,成功优化了一套可实现两种材质、8种规格的椭球瓜瓣构件制造的充液成形模具,板坯成形后,减薄率≥3%、壁厚同板差≤0.3 mm、型面偏差≤2 mm,试验板坯的尺寸及性能结果全部满足技术条件要求,极大地节约了模具投入成本,并提高了生产效率。

大尺寸薄壁瓜瓣构件的充液成形技术研究与应用

利用充液成形技术,对运载火箭上大尺寸薄壁椭球瓜瓣构件进行工艺改进。通过仿真分析,以壁厚分布、成形质量为指标,分析液室压力等关键工艺参数的合理范围,得到液室压力加载到2 MPa即可满足瓜瓣壁厚均匀性要求,减薄分布区间在3. 238%～5. 703%时,可以达到理想的减薄来抑制回弹,并保证产品性能。进一步通过现场试验分析零件拉深成形后缺陷形成机制和控制措施,研究各工艺参数对零件成形质量的影响,通过控制初期液室压力并配合法兰大量润滑方式可以有效改善成形过程中的拉裂及起皱缺陷,试制出满足技术指标的椭球瓜瓣构件,成形零件型面贴胎精度小于2 mm,减薄率分布区间为3. 4%～4. 94%,实现了大尺寸薄壁椭球瓜瓣构件的充液成形。