發(fā)布時間：2021-07-26 14:20

　　筋肋板在實現(xiàn)產(chǎn)品減重、提高結(jié)構(gòu)比強(qiáng)度和比剛度等方面具有顯著優(yōu)勢,應(yīng)用極其廣泛。但這類構(gòu)件采用常規(guī)方法難以生產(chǎn),迫切需要開發(fā)滿足要求的新加工技術(shù)。本文歸納了現(xiàn)有筋肋板類構(gòu)件的生產(chǎn)技術(shù),分析了各類工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。針對傳統(tǒng)筋肋板塑性成形方法存在的載荷大、變形難以精確控制等問題,基于“回轉(zhuǎn)成形”概念提出一種對板坯進(jìn)行局部、連續(xù)的塑性變形,從而得到筋肋板等具有大厚度差特征的復(fù)雜板殼件的“省力成形”新方法——輥軋成形。新方法將體積成形、板料成形以及輥鍛與軋制等傳統(tǒng)工藝有機(jī)結(jié)合,采用異于模具往復(fù)壓制的成形原理,可得到多種形式的帶差厚特征板殼件;既具有傳統(tǒng)塑性成形方法生產(chǎn)效率、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn),又有效避免了基于往復(fù)模具運(yùn)動成形方式存在的載荷大、模具壽命低等問題,可擴(kuò)展性強(qiáng)、適應(yīng)面廣,應(yīng)用前景廣闊。論文以帶橫、縱筋肋的典型網(wǎng)格筋肋板為對象,分析了軋輥模具型槽形狀與筋肋輪廓之間的幾何映射關(guān)系;利用數(shù)值模擬分析了網(wǎng)格筋板的輥軋成形過程,探討了主要工藝參數(shù)對制件形狀與成形載荷的影響;運(yùn)用響應(yīng)面方法,獲得了最佳工藝參數(shù)組合。最后,對網(wǎng)格筋板的輥軋成形進(jìn)行了實驗驗證。主要結(jié)論如下:（1）物理實驗和數(shù)值模擬表明,輥... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

A380機(jī)身上的壁板（傳統(tǒng)組合壁板與整體壁板）

13-15]是通過化學(xué)溶液腐蝕工件的被加工部位，從而獲得所需凹槽形狀，而無需加工部位表面涂有保護(hù)介質(zhì)。作為一種無應(yīng)力的特種加工方式，化學(xué)銑靈活性、曲面形狀適應(yīng)性強(qiáng)，也無需考慮材料的硬度，但成形時間長、污染嚴(yán)重，制件過渡圓角大、表面粗糙、加工精度和效率低。無需加工部位雖然處于保護(hù)涂層下，但化學(xué)腐蝕液會溶解其側(cè)面的金屬，形成較大過渡圓角，通常只能加工寬度大于兩倍深度的溝槽，零件的廢重增加。此外，坯料原有的劃痕、凹坑等缺陷在化學(xué)液的腐蝕下會進(jìn)一步放大。因此，目前化學(xué)銑正逐漸被其他方法取代。圖1.2化學(xué)銑的成形零件及其原理Fig.1.2Chemicalmillingpartsanditsprinciple計算機(jī)數(shù)控（CNC）銑切的加工精度高、適應(yīng)性強(qiáng)，但生產(chǎn)效率和材料利用率較低，且長時間處于高速切削的鋁板件易產(chǎn)生積屑瘤，會阻礙刀具頭散熱[16-17]。對于大型的曲面筋肋板殼件，CNC加工對設(shè)備要求很高。此外，切削加工會將金屬流線切斷，降低了構(gòu)件的機(jī)械性能。②精密鑄造精密鑄造是用精密造型方法獲得精確鑄件的鑄造工藝總稱，有熔模、陶瓷型、金屬型、壓力與消失模等具體方法[18]。鑄造工藝操作繁瑣，易出現(xiàn)晶粒粗大、組織疏松等缺陷，制件強(qiáng)度普遍偏低。通常，鑄造成形的板殼件不能太雹輕量化效果有限，且表面質(zhì)量差、成品率和生產(chǎn)效率都偏低[19]。③分體成形與組焊利用焊接生產(chǎn)大型筋板結(jié)構(gòu)件，一定程度上解決了復(fù)雜構(gòu)件不易整體加工成形的問題。然而，焊接變形和相關(guān)缺陷很難控制，熱影響區(qū)導(dǎo)致的組織劣化也會降低構(gòu)件強(qiáng)度。事實上，焊接加工不僅工序繁瑣、效率低、制件可靠性差，也不利于實現(xiàn)輕量化與緊湊化[20-21]。

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論3④塑性成形塑性成形高效、節(jié)能，應(yīng)用十分廣泛。但如果采用傳統(tǒng)模鍛等工藝直接整體成形“薄腹、高筋”的網(wǎng)格筋肋板構(gòu)件，不僅載荷高，對設(shè)備要求苛刻、模具壽命低，而且在成形過程中，橫縱筋交錯的位置容易產(chǎn)生折疊，腹板和筋肋底部圓角易充填不滿。僅增加壓力，對提高充填能力的作用也十分有限。為此，楊、張等人[22-24]針對鋁合金筋板等難變形大型復(fù)雜合金構(gòu)件的制造，提出結(jié)合局部加載和等溫鍛造的方法。如圖1.3，通過將上�；蛳履７殖扇舾刹糠�，分塊進(jìn)行等溫鍛造。該法可大幅降低載荷，能夠成形大型筋肋板構(gòu)件；但操作繁瑣，同時很難精確控制材料的不均勻變形流動，極易出現(xiàn)錯位、折疊、筋部填充不滿等各種缺陷。圖1.3局部加載成形原理及其成形的鋁合金口蓋鍛件Fig.1.3Principleofpartialloadingformingandtheformedaluminumalloyflapforgings針對存在內(nèi)筋的回轉(zhuǎn)筒形件，張?zhí)岢隽诵D(zhuǎn)擠壓成形方法，在軸向擠壓加載同時增加徑向力和扭轉(zhuǎn)力矩，運(yùn)用組合模具成形內(nèi)筋[25-27]。但產(chǎn)品尺寸受模具限制，成形過程比較復(fù)雜。類似的，一些學(xué)者還提出了旋壓工藝成形，特別是帶橫向淺筋的回轉(zhuǎn)件內(nèi)旋工藝[28-30]。但這些技術(shù)目前大多處于研究階段，實際應(yīng)用并不成熟。⑤其他方法胥、楊[31]等提出用堆焊方法，在板料平面上分層形成具有凸臺的網(wǎng)格筋條，再通過對筋條局部銑切，得到航天飛行器的外貯箱網(wǎng)格壁板。但堆焊筋肋質(zhì)量差、生產(chǎn)效率和尺寸精度低。增材制造（3D打�。32-33]技術(shù)近年來發(fā)展迅速，也是筋肋板生產(chǎn)的潛在方式。但由于筋板件在生產(chǎn)效率、產(chǎn)品性能及成本等方面要求較高，增材制造在短期內(nèi)尚難擔(dān)當(dāng)重任�？梢�，如何減輕構(gòu)件重量、提高服役性能、延長使用壽命，一直是航空航天和武器裝備等

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本文編號：3303727