[发明专利]一种具有U形缺口的深腔内筋构件反挤压成形与脱模方法

说明书

一种具有U形缺口的深腔内筋构件反挤压成形与脱模方法，本发明属于锻造领域。本发明要解决复杂轮廓形状的深腔内筋构件反挤压成形与脱模困难的问题。方法：一、锻坯设计；二、模具设计；三、成形。本发明用于具有U形缺口的深腔内筋构件反挤压成形与脱模。

技术领域

本发明属于锻造领域。

背景技术

航空航天工业的发展对飞行器提出了更快、更灵活、更低成本的要求，轻量化因此成为研究的重点。深腔内筋构件是航空航天领域常见的轻量化结构件，整体呈近筒状，具有不规则轮廓的侧壁和内部纵横交叉筋，结构较为复杂。采用厚板或粗锻坯机械加工的方法制造的零件，其力学性能较低，且会严重浪费材料并提高机械加工工时，大大增加成本；对于筒形构件，反挤压成形是一种常用的成形方法，具有成形载荷小、模具成本低的优点；但对于轮廓形状不规则且壁厚、筋高等尺寸不均匀的锻件而言，常规的等厚坯料在成形过程中会由于充填不均匀而导致充不满或降低材料利用率；此外，对于内部带有较多交叉筋的构件，由于其筋部成形阻力大且与模具型腔接触面积较大的原因，往往成形件容易卡在筋部型腔难以取出，反挤压成形筋部型腔位于上模，进一步增大了脱模的难度。

发明内容

本发明要解决复杂轮廓形状的深腔内筋构件反挤压成形与脱模困难的问题，而提供一种具有U形缺口的深腔内筋构件反挤压成形与脱模方法。

一种具有U形缺口的深腔内筋构件反挤压成形与脱模方法，它是按照以下步骤进行：

一、锻坯设计：

根据具有U形缺口的深腔内筋铝合金锻件设计锻坯；

所述的具有U形缺口的深腔内筋铝合金锻件由腹板及侧壁构成，腹板为设有U形缺口的圆形或近圆形，腹板上设有纵横交错的加强筋，侧壁位于腹板边缘并与腹板外轮廓形状相同；设锻件上U形缺口开口方向的长度为L_Ut，设沿U形缺口开口方向上锻件的最大尺寸为L_f，L_Ut:L_f＝(0.3～0.65):1；设锻件U形缺口宽度为B_U，设沿U形缺口宽度方向上锻件的最大尺寸为B_f，B_U:B_f＝(0.2～0.4):1；设腹板厚度为T_fw，设侧壁厚度为B_fr，T_fw:B_fr＞0.3:1；设侧壁高度为H_fr，H_fr:B_fr＝(2.5～5):1；

所述的锻坯外轮廓与具有U形缺口的深腔内筋铝合金锻件相同，沿锻坯对称面，从锻坯远离U形缺口底部的一侧到U形缺口顶部与锻坯轮廓相交处，依次分为第一等厚部分、连接部分及第二等厚部分；设轮廓形状、体积与锻坯相同的等厚锻坯的厚度为T₀，设第一等厚部分的厚度为T₁₁，T₁₁＝(0.6～0.85)T₀，设第二等厚部分的厚度为T₁₂，T₁₂＝(1.15～1.4)T₀，连接部分的厚度由T₁₁到T₁₂线性变化；设第一等厚部分的长度为L₁₁，L₁₁＝(0.2～0.6)(L_f-L_Ut)，设第二等厚部分的长度为L₁₂，设锻件U形缺口的直边长度为L_Us，L₁₂＝(0.3～0.7)L_Us；