第G21 G22卷第G21期G23 G24 G25G26 G21 G22 G27 G28 G24 G26 G21G27G21 G22 G23 G24 G25G26 G24 G27 G28 G29 G2A G2B G2C G25G26 G24 G29 G2D G2E G2F G26 G22 G30 G22 G24 G31G22 G29 G2A G2B年G21月G2C G2D G2E G2F G22 G29 G2A G2B铝合金叶片热挤压工艺设计刘帅洋G2AG21王爱琴G2AG21辛选荣G22G21 G2A G26河南科技大学材料学院G22河南洛阳G21 G2B G2A G29 G29 G2B G26 G22 G2F洛阳秦汉冷锻有限公司G22河南洛阳G21 G2B G2A G29 G29 G31 G23摘要G21针对传统模锻方法制造大榫头叶片工艺流程长G24废品率高G24尺寸精度低等弊端G22提出挤压法制造叶片的工艺G27挤压叶身和镦挤榫头形成叶片毛坯G22后续机加工得到叶片产品G25采用G3D G3C G43G24 G2EG49 G57 G31 G3D软件对挤压过程进行了数值模拟G22优化了坯料形状G24尺寸G22分析了应力G24应变分布G22将叶身局部最薄处由G2F G2A G49 G49补偿为G2F G56 G49 G49 G22并采用偏心凹模法改变压力中心G22解决了叶片成形过程中金属流动不均匀G24开裂G24弯曲等问题G22并设计了挤压模具和镦挤模具结构G25优化后的模拟结果表明G27叶片挤压过程中金属流动性良好G22成形精度高G25关键词G21叶片G26挤压G26镦挤G26偏心凹模法G26数值模拟G21 G22 G23 G27 G24 G25 G26 G24 G27 G27 G27 G25 G28 G29G26 G2AG2B G2B G2C G26 G24 G25 G25 G25 G2DG27 G2E G2F G25 G26 G30 G25 G24 G31 G26 G25 G2F G26 G25 G24 G2E中图分类号G21 G32 G33 G27 G31 G4F G35 G35 G35文献标识码G21 G36 G35 G35 G35文章编号G21 G24 G25 G25 G25 G2DG27 G2E G2F G25 G22 G30 G25 G24 G31 G23 G25 G2F G2DG25 G24 G25 G27 G2DG25 G31G21 G39 G2B G2AG40 G2C G3F G2C G3D G3F G45 G39 G56 G45G3B G49 G2B G2AG3F G2C G3E G3B G3F G3C G39 G2B G2B G41G3F G3B G3A G42G49 G4A G2AG2C G49 G4A G3A G42G42G3F G4C G46 G42G3A G47 G39 G2BG32 G33G47 G41 G3B G47 G35 G33G4D G35 G37 G38G2AG22 G5F G35 G37 G38 G2C G33G36 G33G37G2AG22 G34 G33G37 G34 G47 G35 G37 G2EG24 G37 G38G22G21 G2A G2F G41 G42 G3B G24 G24 G25 G24 G43 G44 G35 G48G3C G2EG33G35 G25G3E G41 G42 G33G3C G37 G42 G3C G35 G37 G51 G45 G37 G38 G33G37 G3C G3C G2EG33G37 G38 G22 G64 G3C G37 G35 G37 G4B G37 G33G4C G3C G2EG3E G33G48G4D G24 G43 G41 G42 G33G3C G37 G42 G3C G35 G37 G51 G4F G3C G42 G3B G37 G24 G25G24 G38 G4D G22 G32 G47 G24 G4D G35 G37 G38 G21 G2B G2A G29 G29 G2B G22 G40 G3B G33G37 G35 G26G22 G2F G32 G47 G24 G4D G35 G37 G38 G61 G33G37 G64 G35 G37 G40 G24 G25G51 G55 G24 G2EG38 G33G37 G38 G40 G24 G2F G22 G32 G48G51 G2F G22 G32 G47 G24 G4D G35 G37 G38 G21 G2B G2A G29 G29 G31 G22 G40 G3B G33G37 G35 G23G36 G46 G2B G45G3B G3A G3C G45 G27 G55 G24 G2E G48G3B G3C G2D G2EG24 G50 G25G3C G49 G3E G24 G43 G25G24 G37 G38 G2D G2EG24 G42 G3C G3E G3E G22 G3B G33G38 G3B G2EG3C G4EG3C G42 G48 G2EG35 G48G3C G35 G37 G51 G25G24 G52 G51 G33G49 G3C G37 G3E G33G24 G37 G35 G42 G42 G47 G2EG35 G42 G4D G33G37 G48G3B G3C G48G2EG35 G51 G33G48G33G24 G37 G35 G25 G51 G33G3C G43G24 G2EG38 G33G37 G38 G43G24 G2E G50 G33G38 G48G3C G37 G24 G37 G50 G25G35 G51 G3C G22 G48G3B G3CG3C G59 G48G2EG47 G3E G33G24 G37 G49 G3C G48G3B G24 G51 G52 G35 G3E G2D G47 G48 G43G24 G2EG52 G35 G2EG51 G48G24 G49 G35 G37 G47 G43G35 G42 G48G47 G2EG3C G50 G25G35 G51 G3C G3E G2F G55 G33G2EG3E G48G25G4D G22 G48G3B G3C G50 G25G35 G51 G3C G50 G25G35 G37 G67 G52 G35 G3E G2D G2EG24 G51 G47 G42 G3C G51 G50 G4D G3C G59 G48G2EG47 G51 G33G37 G38 G48G3B G3C G50 G25G35 G51 G3C G50 G24 G51 G4D G35 G37 G51 G47 G2D G3E G3C G48G48G33G37 G38 G48G3B G3CG48G3C G37 G24 G37 G22 G35 G37 G51 G48G3B G3C G37 G48G3B G3C G50 G25G35 G51 G3C G2D G2EG24 G51 G47 G42 G48 G52 G35 G3E G24 G50 G48G35 G33G37 G3C G51 G50 G4D G3E G47 G50 G3E G3C G36 G47 G3C G37 G48 G49 G35 G42 G3B G33G37 G33G37 G38 G2F G28 G3C G59 G48 G22 G48G3B G3C G3C G59 G48G2EG47 G3E G33G24 G37 G2D G2EG24 G42 G3C G3E G3E G52 G35 G3E G3E G33G49 G47 G25G35 G48G3C G51 G50 G4D G3D G3C G43G24 G2EG49 G57 G31 G3D G3E G24 G43G48G52 G35 G2EG3C G22G35 G37 G51 G48G3B G3C G50 G25G35 G37 G67 G3E G3B G35 G2D G3C G35 G37 G51 G3E G33G3A G3C G52 G3C G2EG3C G24 G2D G48G33G49 G33G3A G3C G51 G2F G55 G47 G2EG48G3B G3C G2EG49 G24 G2EG3C G22 G48G3B G3C G3E G48G2EG3C G3E G3E G35 G37 G51 G3E G48G2EG35 G33G37 G51 G33G3E G48G2EG33G50 G47 G48G33G24 G37 G3E G24 G43 G50 G25G35 G51 G3C G52 G3C G2EG3C G35 G37 G35 G25G4D G3A G3C G51 G22 G35 G37 G51 G48G3B G3C G43G33G25G25G3C G48 G2EG35 G51 G33G47 G3E G52 G35 G3EG42 G3B G35 G37 G38 G3C G51 G43G2EG24 G49 G2F G2A G49 G49 G48G24 G2F G56 G49 G49 G35 G48 G48G3B G3C G48G3B G33G37 G37 G3C G3E G48 G2D G25G35 G42 G3C G24 G43 G50 G25G35 G51 G3C G50 G24 G51 G4D G2F G55 G33G37 G35 G25G25G4D G22 G48G3B G3C G2D G2EG3C G3E G3E G47 G2EG3C G42 G3C G37 G48G3C G2E G52 G35 G3E G42 G3B G35 G37 G38 G3C G51 G50 G4D G48G3B G3C G3C G42 G42 G3C G37 G48G2EG33G42 G42 G24 G37 G42 G35 G4C G3C G49 G24 G47 G25G51G49 G3C G48G3B G24 G51 G22 G48G3B G3C G2D G2EG24 G50 G25G3C G49 G3E G3E G47 G42 G3B G35 G3E G47 G37 G3C G4C G3C G37 G43G25G24 G52 G22 G42 G2EG35 G42 G67 G33G37 G38 G22 G50 G3C G37 G51 G33G37 G38 G3C G48G42 G33G37 G48G3B G3C G3C G59 G48G2EG47 G3E G33G24 G37 G2D G2EG24 G42 G3C G3E G3E G52 G3C G2EG3C G3E G24 G25G4C G3C G51 G22 G35 G37 G51 G48G3B G3C G3C G59 G48G2EG47 G3E G33G24 G37 G35 G37 G51 G47 G2D G3E G3C G48G48G33G37 G38 G49 G24 G47 G25G51G3E G48G2EG47 G42 G48G47 G2EG3C G3E G52 G3C G2EG3C G51 G3C G3E G33G38 G37 G3C G51 G2F G4F G3B G3C G24 G2D G48G33G49 G33G3A G3C G51 G3E G33G49 G47 G25G35 G48G33G24 G37 G2EG3C G3E G47 G25G48G3E G3E G3B G24 G52 G48G3B G35 G48 G48G3B G3C G49 G3C G48G35 G25 G3B G35 G3E G38 G24 G24 G51 G43G25G47 G33G51 G33G48G4D G22 G35 G37 G51 G48G3B G3C G50 G25G35 G51 G3C G33G3E G24 G43 G3B G33G38 G3B G43G24 G2EG49 G33G37 G38 G2D G2EG3C G42 G33G3E G33G24 G37 G2FG4B G39 G4C G4D G3F G3B G47 G2B G27 G50 G25G35 G51 G3C G26 G3C G59 G48G2EG47 G3E G33G24 G37 G26 G47 G2D G3E G3C G48G48G33G37 G38 G26 G3C G42 G42 G3C G37 G48G2EG33G42 G42 G24 G37 G42 G35 G4C G3C G49 G24 G47 G25G51 G49 G3C G48G3B G24 G51 G26 G37 G47 G49 G3C G2EG33G42 G35 G25 G3E G33G49 G47 G25G35 G48G33G24 G37收稿日期G21 G22 G29 G2A G56 G57 G2A G29 G57 G2A G30 G26修订日期G21 G22 G29 G2A G56 G57 G2A G22 G57 G31 G29基金项目G21国家自然科学基金资助项目G21 G58 G2A G31 G2B G2A G29 G2B G2B G23作者简介G21刘帅洋G21 G2A G30 G30 G22 G57 G23 G22男G22硕士研究生G4E G2DG4A G3A G2AG42 G27 G25G33G47 G3E G4D G2A G29 G2B G5A G2A G56 G31 G26 G42 G24 G49通讯作者G21王爱琴G21 G2A G30 G56 G21 G57 G23 G22女G22博士G22教授G4E G2DG4A G3A G2AG42 G27 G35 G33G36 G33G37 G6A G52 G35 G37 G38 G5B G5B G5B G5A G2A G56 G31 G26 G42 G24 G49G27 G27叶片是发动机的一个重要零件G22通常采用模锻的方法加工G22但因其形状复杂G24质量要求高G22并且由于对金属在模具中的流动规律掌握不够G22坯料尺寸设计经常不甚合理G22即使在榫头和叶身过渡处设置大圆角过渡G22还会经常发生折叠G24叶尖充不满等缺陷G22废品率高G25本文研究的大榫头叶片G22榫头和叶片截面差较大为G5B G58 G70 G22需几步预锻工序G22过程复杂G25为了克服此缺点G22要求采用先进的工艺简化生产流程G22且生产出的叶片外观质量好G24尺寸精度高G24金属流线良好G28 G2A G57 G31 G29G25G27 G27采用挤压工艺生产的零件不但尺寸精度高G24加工余量小G22而且具有材料利用率高G24生产效率高的优点G22还因为零件具有合理的纤维流线而具有良好的机械性能G22因此G22采用精密挤压的方式加工叶片成为一种发展趋势G25同时G22通过有限元数值模拟软件G3D G3C G43G24 G2EG49 G57 G31 G3D可以观察金属的流动规律G22分析应力场G24应变场的变化G22预测挤压变形时可能产生的缺陷G22以便工艺方案的改进G28 G21 G29G25本文提出采用热挤压制造大榫头铝合金叶片的工艺方法G22结合G3D G3C G43G24 G2EG49 G57G31 G3D数值模拟技术优化其制备工艺G22指导叶片生产G25G2A G27零件形状及工艺分析G24 G26 G24 G35零件形状分析图G2A所示为大榫头叶片零件模型G22材料为G22 G29 G22 G21铝合金G22属于G2C G25 G57 G40 G47 G57 G44 G38系合金G22是高强度硬铝G22万方数据热处理强化效果明显G22常用于高负荷零件G25对此叶片的分析如下G28 G58 G29G27 G21 G2A G23叶片由叶身和榫头两部分构成G22两部分截面差较大G22而且竖直叶片与榫头部分轴线平面有一定的角度G22结构复杂G26 G21 G22 G23叶身截面形状不规则G22厚薄严重不均匀G22最薄处仅G22 G49 G49 G22挤压时坯料变形量在各处会有很大差别G26 G21 G31 G23叶身截面积较小G22在模具中挤压完成后无法用顶出的方式取件G26 G21 G21 G23叶身长度较长为G2A G31 G29 G49 G49 G22整个叶片长G22 G22 G58 G49 G49 G22要设计合理的模具结构G22便于挤压过程中金属的流动G22使叶片不弯曲G24扭曲G26 G21 G58 G23榫头自身截面差也较大G22叶片挤压完成后如何加工榫头也是一项困难的工作G26 G21 G56 G23竖直叶身与榫头的圆弧面以G2F G2A G29 G49 G49的圆角过渡G22除挤压外其他方法很难一次成形G26 G21 G2B G23设计合理的毛坯形状是一项十分关键的工作G25图G2A G27叶片G55 G33G38 G26 G2A G27 G4A G25G35 G51 G3CG24 G26 G30 G35工艺分析对于如此复杂的零件G22成形困难G22尺寸精度要求高G22而榫头形状较规则G22加工容易G22精度要求不高G22可以留有较大的机械加工余量G25因此G22可以先加工尺寸精度高的叶身G22再以叶身为基准加工榫头G25叶身先用合适形状的坯料挤压成形G22因为榫头截面相对于叶身大的多G22而坯料截面积必定处于两者之间G22所以G22还需经过镦挤工序加工榫头G22最后机械加工掉余量成形G25叶片加工方案为G27制坯G28 G56 G29挤压叶身镦挤榫头机加工G25G22 G27工艺模拟及坯料的制定G30 G26 G24 G35坯料形状尺寸的确定坯料的形状对挤压过程和结果影响很大G22而生产时没有确定的毛坯形状G22需要根据经验初步确定几种毛坯的形状和尺寸G22然后在相同的条件下实验G22根据实验后变形力大小G24成形效果优选出最佳坯料形状G25传统方法都是做出实物坯料在设备上实验G22这样费时费力G22成本高G25现在利用计算机数值模拟软件G3D G3C G43G24 G2EG49 G57 G31 G3D可以模拟成形过程G22不仅观察到成形效果G22还能观察到应力G24应变分布G22变形力大小及各种可能的缺陷G22为改进工艺提供指导G22操作简单G22省时省力G22成本低G28 G2B G29G25叶片为宽厚比非常大的异形件G22榫头的最大截面为G2A G21 G2A G49 G49 G6E G2B G30 G49 G49的长方形G22若直接用截面为长方形的坯料G22而叶身形状不规则G22各部分金属流速差异很大G22特别是直角处金属流动距离远G24流动慢G22挤压出的叶片必然发生弯曲变形G25所以G22选择G2A G21 G22 G49 G49 G6EG5B G29 G49 G49的长方形坯料并圆角化以保证各个方向金属流动均匀G25对于圆角大小只能根据模拟情况具体调整G22无法直接确定G25利用G41 G24 G25G33G51 G5F G24 G2EG67 G3E三维软件建立坯料及凸凹模的三维模型G28 G5B G57 G30 G29G22如图G22所示G22转换为G26 G41 G4F G32格式文件导入G3D G3C G43G24 G2EG49 G57 G31 G3D数值模拟软件中G22设定初始参数为G27坯料加热温度G21 G56 G29 G6B G22凸模挤压速度G2A G29 G49 G49 G2C G3EG57 G2AG22摩擦系数G29 G26 G29 G5B G22无相对传热G25对圆角参数多次调整及模拟挤压后发现G22图G31中叶身内凹弧面一侧金属流动较快G22挤压出的叶身向外凸弧面一侧弯曲严重G22且无法简单通过改变圆角来改善G25图G22 G27三维模型G21 G35 G23挤压凹模模型G27 G21 G50 G23挤压模拟开始G55 G33G38 G26 G22 G27 G31 G3D G49 G24 G51 G3C G25G21 G35 G23 G44 G24 G51 G3C G25 G24 G43 G48G3B G3C G3C G59 G48G2EG47 G3E G33G24 G37 G43G3C G49 G35 G25G3C G51 G33G3CG21 G50 G23 G54G37 G33G48G33G35 G25 G2D G24 G3E G33G48G33G24 G37 G24 G43 G3C G59 G48G2EG47 G3E G33G24 G37 G3E G33G49 G47 G25G35 G48G33G24 G37为了减小弯曲G22采用偏心凹模法G22即将外凸弧面一侧坯料宽度增加G22从而使压力中心向外凸弧面一侧偏移G22加快外凸弧面一侧金属流动G28 G2A G29 G29G25大量模拟后发现G22坯料宽度增加G2A G2A G49 G49时叶身弯曲程度最小G22此时坯料长方形截面尺寸为G2A G21 G22 G49 G49 G6E G30 G2A G49 G49 G25同时G22调整长方形圆角化后的大小进一步改善弯曲G21G29G2A锻G27压G27技G27术G27 G27 G27 G27 G27第G21 G22卷万方数据图G31 G27叶身横截面G55 G33G38 G26 G31 G27 G40 G2EG24 G3E G3E G53G3E G3C G42 G48G33G24 G37 G24 G43 G50 G25G35 G51 G3C G50 G24 G51 G4D情况G22大量模拟后确定较为合适的圆角参数G22得到毛坯G26 G22截面尺寸如图G21 G35所示G25挤压出的叶片弯曲情况得到解决G22但仍存在左右弯曲的情况G22且叶身较薄处有拉裂现象G22叶片前端金属流动不均匀G22如图G21 G50所示G22不能满足产品形状要求G25图G21 G27毛坯G26横截面G21 G35 G23及挤压模拟结果G21 G50 G23G55 G33G38 G26 G21 G27 G40 G2EG24 G3E G3E G53G3E G3C G42 G48G33G24 G37 G21 G35 G23 G35 G37 G51 G3C G59 G48G2EG47 G3E G33G24 G37 G3E G33G49 G47 G25G35 G48G33G24 G37 G2EG3C G3E G47 G25G48G3E G21 G50 G23 G24 G43 G50 G25G35 G37 G67 G26G30 G26 G30 G35坯料形状及尺寸优化对图G21 G50所示模拟结果分析发现G27叶片前后弯曲情况得到解决G22但叶身较厚处金属变形程度小G22模具开口大G22流动较快G26叶身较薄处金属变形程度大G22模具开口小G22金属流动慢G25挤压时前端金属流动快慢不均匀G22出现左右弯曲现象G22且叶身是一个整体G22叶身成形时一边受拉应力G24另一边受压应力G22导致挤压出的叶片具有较大的残余应力G22致使叶身变形开裂G25同时G22后续机加工时要把图G21 G50中切割线以上很长一段切掉G22工艺出品率低G22产生材料浪费G25为了改善这种状况G22采取预补偿厚度措施在叶身较薄处曲率较大一侧增加余量来减小叶身两端厚度差G28 G2A G2A G29G22将左端最薄处的G2F G2A G49 G49补偿到G2F G56 G49 G49 G22如图G58所示G21曲率较大处曲面近似平面G22后续机加工时铣去余量G22方便可行G23 G25这样挤压时叶身两端金属变形量差别减小G22叶身前端金属流速趋于均匀G22弯曲情况有所改善G25叶身横截面尺寸改变G22模腔尺寸随之改变G22坯料尺寸也要随之调整G22才能保证挤压出的叶身不弯曲且前端金属流动均匀G25再次利用G3D G3C G43G24 G2EG49 G57 G31 G3D数值模拟软件在相同条件下进行大量模拟后确定了合适的毛坯G27 G22横截面形状尺寸如图G56 G35所示G22挤压出的叶片成形效果良好G22如图G56 G50所示G25图G58 G27叶身横截面G21 G35 G23实际叶身横截面G27 G21 G50 G23增加余量的叶身横截面G55 G33G38 G26 G58 G27 G40 G2EG24 G3E G3E G57 G3E G3C G42 G48G33G24 G37 G24 G43 G50 G25G35 G51 G3C G50 G24 G51 G4DG21 G35 G23 G40 G2EG24 G3E G3E G57 G3E G3C G42 G48G33G24 G37 G24 G43 G35 G42 G48G47 G35 G25 G50 G25G35 G51 G3C G50 G24 G51 G4DG21 G50 G23 G40 G2EG24 G3E G3E G57 G3E G3C G42 G48G33G24 G37 G24 G43 G50 G25G35 G51 G3C G50 G24 G51 G4D G52 G33G48G3B G33G37 G42 G2EG3C G35 G3E G3C G51 G35 G25G25G24 G52 G35 G37 G42 G3CG30 G26 G27 G35挤压模拟结果与分析从图G56 G50可以发现G27改进后的毛坯G27挤压出的叶身无弯曲且前端金属流动均匀G22成形效果良好G22叶身和榫头过渡处无缩颈及折叠缺陷G22后续机加工时只要把分割线以上很短一段切去即可G22相比优化前G21图G21 G50 G23节省材料G25等效应力分布如图G2B G35所示G22发现榫头处应力较小G22在G2B G29 G44 G5C G35左右G22榫头与叶身的G58G29G2A第G21期刘帅洋等G27铝合金叶片热挤压工艺设计G27 G27万方数据图G56 G27毛坯G27横截面G21 G35 G23及挤压模拟结果G21 G50 G23G55 G33G38 G26 G56 G27 G40 G2EG24 G3E G3E G57 G3E G3C G42 G48G33G24 G37 G21 G35 G23 G35 G37 G51 G3C G59 G48G2EG47 G3E G33G24 G37 G3E G33G49 G47 G25G35 G48G33G24 G37 G2EG3C G3E G47 G25G48G3EG21 G50 G23 G24 G43 G50 G25G35 G37 G67 G27过渡圆角处应力最大G22在G2A G22 G29 G44 G5C G35左右G22因此越往叶身前端应力逐渐减小G25等效应变的变化规律如图G2B G50所示G22与等效应力的变化规律一致G25这是因为G27榫头和叶身前端的金属变形程度小G22应变小G22所需挤压力小G22所以应力小G26榫头和叶身的过渡处金属变形量大G22变形剧烈G22应变大G22所需挤压力大G22所以应力就大G25应力越大G22塑性变形的强化效果越明显G22强度越好G25挤压方式成形叶片的应力呈阶梯分布G22因此G22强度也呈阶梯分布G22即从叶身根部向前端逐渐减小G22刚好满足了叶片实际工作时的受力需要G22即叶身根部会受到很大扭矩G25因此G22挤压方式成形的叶片具有良好的力学性能G28 G21 G29G25模拟显示挤压载荷如图G5B所示G22在G21 G58 G29 G29 G67 G28左右G22所以选择标称压力为G56 G31 G29 G29 G67 G28的压力机即可G25G30 G26 G2F G35挤压工序模具结构设计根据模拟结果得到的尺寸数据确定了如图G30所示的模具结构G25工作时G22将毛坯G27放入哈夫模左G58和哈夫模右G2A G30组成的凹模中G22凸模G2A G58下行将坯料挤压成形G25挤压完成后G22顶杆G22 G58将哈夫模G58 G24 G2A G30及图G2B G27毛坯G27的等效应力G21 G35 G23和等效应变G21 G50 G23模拟结果G55 G33G38 G26 G2B G27 G41 G33G49 G47 G25G35 G48G33G24 G37 G2EG3C G3E G47 G25G48G3E G24 G43 G3C G36 G47 G33G4C G35 G25G3C G37 G48 G3E G48G2EG3C G3E G3E G21 G35 G23 G35 G37 G51 G3C G36 G47 G33G4C G35 G25G3C G37 G48G3E G48G2EG35 G33G37 G21 G50 G23 G43G24 G2E G50 G25G35 G37 G67 G27图G5B G27载荷G57行程曲线G55 G33G38 G26 G5B G27 G32 G24 G35 G51 G57 G3E G48G2EG24 G67 G3C G42 G47 G2EG4C G3C哈夫模固定圈G56 G24 G22 G29沿斜面一同顶出并张开一定角度G22叶片毛坯即可取出G25G31 G27镦挤榫头G27 G26 G24 G35镦挤榫头模拟第G2A道热挤压工序完成后G22叶身挤压成形G22然而坯料的不规则截面比实际榫头的长方形截面小G22 G21G56G29G2A锻G27压G27技G27术G27 G27 G27 G27 G27第G21 G22卷万方数据图G30 G27挤压工序模具结构G2A G26下模板G27 G22 G26螺钉G27 G31 G26下垫板G27 G21 G26顶板左G27 G58 G26哈夫模左G56 G26哈夫模固定圈左G27 G2B G26下固定圈G27 G5B G26压板左G27 G30 G26导套G2A G29 G26上模板G27 G2A G2A G24 G2A G56 G24 G22 G2A G26螺栓G27 G2A G22 G26销钉G27 G2A G31 G26上垫板G2A G21 G26凸模固定圈G27 G2A G58 G26凸模G27 G2A G2B G24 G22 G31 G26垫片G27 G2A G5B G26压板右G2A G30 G26哈夫模右G27 G22 G29 G26哈夫模固定圈右G27 G22 G22 G26顶板右G22 G21 G26导柱G27 G22 G58 G26顶杆G55 G33G38 G26 G30 G27 G3D G33G3C G3E G48G2EG47 G42 G48G47 G2EG3C G24 G43 G3C G59 G48G2EG47 G3E G33G24 G37 G2D G2EG24 G42 G3C G3E G3E图G2A G29 G27镦挤榫头的模拟结果G21 G35 G23镦挤开始前G27 G21 G50 G23镦挤模具模型轮廓G27 G21 G42 G23镦挤结束G27 G21 G51 G23镦挤成形模拟效果G55 G33G38 G26 G2A G29 G27 G41 G33G49 G47 G25G35 G48G33G24 G37 G2EG3C G3E G47 G25G48G3E G24 G43 G48G3C G37 G24 G37 G47 G2D G3E G3C G48G48G33G37 G38G21 G35 G23 G4A G3C G43G24 G2EG3C G47 G2D G3E G3C G48G48G33G37 G38 G27 G21 G50 G23 G40 G24 G37 G48G24 G47 G2E G24 G43 G47 G2D G3E G3C G48G48G33G37 G38 G49 G24 G47 G25G51 G49 G24 G51 G3C G25G27 G21 G42 G23 G45 G37 G51 G24 G43 G47 G2D G3E G3C G48G48G33G37 G38 G27 G21 G51 G23 G41 G33G49 G47 G25G35 G48G33G24 G37 G3C G43G43G3C G42 G48 G24 G43 G47 G2D G3E G3C G48G48G33G37 G38 G43G24 G2EG49 G33G37 G38个圆角存在不同程度的缺料情况G22见图G2A G29 G35 G22因此G22还需一步镦挤工序将圆角充满G25镦挤后的坯料形状应尽可能接近实际榫头形状G22以减少后续机械加工量G22节约材料G25本次设计的镦挤模具模型如图G2A G29 G50所示G22模拟成形效果良好G22如图G2A G29 G42和图G2A G29 G51所示G25G27 G26 G30 G35镦挤模拟结果分析由图G2A G29 G51可以看出G22易出现折叠缺陷的榫头与叶身过渡部位成形良好G22榫头底部的圆弧面也被加工出来G22由图G2A G29 G35和图G2A G29 G42的对比也能看出镦挤之后坯料的缺料问题得到解决G22后续机加工将图G2A G29 G42中周围多余的材料切掉即可得到实际需要的长方形横截面G25坯料尺寸在长度方向上基本满足G22所以G22镦挤时让金属在宽度方向上自由流动G22并在上凹模的长边上设置大圆角过渡G22而不做成闭式模锻G22这样可以大大降低成形载荷G22提高模具寿命G25同时G22金属也不是无限制自由流动G22通过控制坯料的长度和压力机合适的压下量使坯料的大圆角逐渐充满即可G22如图G2A G29 G42所示G22满足零件加工尺寸的要求G25为了方便开模G22榫头上部四面设置了G5B G6F的拔模G2BG29G2A第G21期刘帅洋等G27铝合金叶片热挤压工艺设计G27 G27万方数据斜度G22拔模斜度太小G22开模时零件很难拔出G22拔模斜度太大G22增加后续机械加工量G22而且浪费材料G25图G2A G29 G51所示榫头中存在G31处G2A缺陷G2B G27由图G2A G29 G42可以发现缺陷G2A在零件尺寸之外G22后续机加工时将多余金属切掉即可消除G26缺陷G22在将拔模斜度加工掉之后也可消除G26由于将图G2A G29 G50中凹模加深了G31 G49 G49 G22所以G22顶角不必充满即可满足零件要求G22还可降低成形载荷G28 G2A G22 G29G25榫头的模拟成形结果良好G25G27 G26 G27 G35镦挤工序模具结构设计根据模拟结果得到的尺寸数据确定了如图G2A G2A所示的模具结构G28 G2A G31 G29G25工作时G22将叶片毛坯放入哈夫模左G2B和哈夫模右G22 G2A组成的凹模中G22内凹模G2A G56下行将榫头镦挤成形后退回G22顶杆G22 G58将哈夫模G2B G24 G22 G2A及哈夫模固定圈G56 G24 G22 G29沿斜面一同顶出并张开一定角度G22叶片毛坯即可取出G25图G2A G2A G27镦挤工序模具结构G2A G26下模板G27 G22 G26导柱G27 G31 G24 G2A G22 G26螺栓G27 G21 G26下垫板G27 G58 G26顶板左G27 G56 G26哈夫模固定圈左G27 G2B G26哈夫模左G27 G5B G26下固定圈G27 G30 G26压板左G27 G2A G29 G26导套G2A G2A G26上模板G27 G2A G31 G26上垫板G27 G2A G21 G24 G22 G21 G26垫片G27 G2A G58 G26上固定圈G27 G2A G56 G26内凹模G2A G2B G26预应力圈G27 G2A G5B G24 G22 G22 G26螺钉G27 G2A G30 G26压板右G27 G22 G29 G26哈夫模固定圈右G22 G2A G26哈夫模右G27 G22 G31 G26顶板右G27 G22 G58 G26顶杆G55 G33G38 G26 G2A G2A G27 G3D G3