锻压技术：不锈钢双曲异形蒙皮拉深成形强弱压边控形技术
2024-01-23【作 者】 白颖;郭全庆;贾敏;韩艳彬;李欢;张欣
【前 言】
飞机各连接部件之间要求光顺流线, 以保证较好的气动外形[1], 为此, 经常需要一些型面复杂的连接蒙皮, 以实现不同曲率之间的转变。 在飞机短舱中后段与机翼对接处, 使用厚度大于 1. 5 mm 的不锈钢板完成过渡异形蒙皮结构设计, 此厚度也是短舱与机翼对接处的安全强度所需。
本文针对不锈钢对接蒙皮双曲、 双凹陷复杂结构, 以 Pam-Stamp 2G 有限元分析[6]为基础, 从创新拉深工艺补充型面设计和模具结构设计入手[7-9],探索对接蒙皮机械化精确加工方法, 实现对接蒙皮强弱压边和均衡拉深。
【结 论】
(1) 借助数值模拟技术, 开展双向凹陷的不锈钢对接蒙皮工艺补充型面设计对材料拉深厚度变化影响程度的分析, 提出了一种端部近圆形、 法兰倾斜的封闭拉深体设计方法, 优化了材料的应力、 应变分布, 使开敞 L 型双曲零件四周均受到压边束缚, 降低了零件拉深破裂风险, 可借鉴相似异形蒙皮拉深工艺型面设计。
(2) 设计了多组模型分析压延筋结构对厚度为1. 5 mm 的不锈钢蒙皮成形极限的影响程度。 得出:压延筋需沿形设计, 在一次成形接近极限高度的不锈钢异形蒙皮时, 危险断裂面相对应的法兰处不设置压延筋; 针对内凹外凸结构, 外部压延筋的高度应高于内部, 均衡流料速度; 针对主曲面大凹陷结构, 在尾部和端部法兰处增加抗皱压延筋来抑制凹陷型面在厚度方向上的自由起伏, 结合压边力设置,最终将凹陷蒙皮的增厚面积控制在≤0. 2%范围内,整体减薄区域≥总面积的 98. 5%, 减小了开敞蒙皮的回弹起跳。
(3) 通过设置不锈钢的固溶热处理和二次拉深校形, 可提高材料塑性, 降低深拉深件的变形抗力,消除成形应力, 抑制厚度≥1. 5 mm 的不锈钢零件的屈曲回弹, 实现零件≤0. 5 mm 的贴模度。
以下是正文：
