加強環(huán)零件充液成形技術(shù)研究

目前，國內(nèi)航空鈑金成形工藝普遍采用沖壓、落壓和剛性成形等較為傳統(tǒng)的工藝，對于一些型面復(fù)雜、精度要求高的零件甚至只能純手工制造，這些工藝一般精度低、耗時長、穩(wěn)定性差，無法滿足航空鈑金零件快速生產(chǎn)的需求，嚴重制約飛機制造和裝配周期。充液成形作為輕量化制造的核心支撐技術(shù)之一和先進的柔性成形制造技術(shù)，在國外已發(fā)展成熟，廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)，但核心技術(shù)僅掌握在極少數(shù)公司手中，其對核心技術(shù)特別是航空領(lǐng)域的核心工藝嚴格保密，形成壟斷。國內(nèi)充液成形技術(shù)仍處于發(fā)展階段，一些航空航天企業(yè)正逐漸重視發(fā)展此項技術(shù)。

加強環(huán)零件研究背景

零件概述及材料簡介

某民用飛機的加強環(huán)類典型零件如圖1 所示，零件輪廓尺寸為

348mm×30.75mm，厚度為0.635mm。此零件的成形難點為底部的筋條特征，以及筋條部位的R1.6mm 圓角。所用材料為GH2132，是Fe-25Ni-15Cr 基高溫合金，在650℃以下具有較高的屈服強度、持久強度和蠕變強度，并且有較好的焊接性能和加工塑性，其力學性能如表1 所示。

傳統(tǒng)剛性模工藝方法及缺陷

加強環(huán)零件采用的材料一般塑性較好，力學性能比較優(yōu)越。但因一直沿用傳統(tǒng)的剛性模工藝，成形過程中極易出現(xiàn)劃痕、凹陷和褶皺，而且后期無法完全消除。此零件具體工藝為：下料→剛性模拉深→校形平皺→剛性模脹形→校形平皺→劃線切割→校形→移交。

一序剛性模拉深減薄云圖如圖2 所示，零件厚度分布不均勻，減薄主要集中在底部筋條圓角處，二序再次剛性模脹形時零件筋部極易產(chǎn)生破裂、橘皮等缺陷。

大明路的整治的主要目標包括：“路平”、“優(yōu)化交通功能”、“桿線地下工程”、“綠化景觀改造”和“海綿城市建設(shè)”等。

1.走出課堂，走向社會。大學生創(chuàng)業(yè)要腳踏實地，立足實踐。對于在學校書本上所學到的知識，要充分發(fā)揮到實踐當中去，不能閉門造車，做井底之蛙。創(chuàng)業(yè)要立足于社會，要敢于暴露自己的弱點，走向社會，付出行動才能發(fā)現(xiàn)別人的優(yōu)點，取長補短。避免盲目自大，只學習書本知識而忽略技術(shù)本身。只有真正邁出腳步，虛心請教，敢于直面困難，吸取他人經(jīng)驗，才會成為一個成功的創(chuàng)業(yè)者。

2016年聯(lián)合國一項報道指出全球范圍內(nèi)HIV感染者中15～24歲占比達到50%[5-6]。國內(nèi)統(tǒng)計顯示，新增艾滋病患者超過80%為性途徑傳播，而青少年感染者呈逐年上升趨勢，因此對青少年的艾滋病防控具有十分重要的意義[7]。張婉青等[8]對某大學在校學生艾滋病相關(guān)態(tài)度、知識、行為進行調(diào)查顯示加強學生群體艾滋病健康教育，能夠幫助其建立正確、積極的對待艾滋病態(tài)度。因此加強對高職學生的艾滋病知識健康教育有助于提升其防艾生活技能以及健康知識水平，有效減緩HIV傳播[9]。

此零件主要的成形難點是筋部的成形。二序剛性模脹形是凸模進入管坯內(nèi)腔后，利用錐形芯塊將分瓣凸模頂開，使一序零件脹成所需的形狀，即成形零件的筋部，如圖3 所示。但由于擴口模要分成多瓣，分瓣模撐大前必然導致模具間存在縫隙，縫隙接觸零件表面會使成形精度不佳甚至出現(xiàn)劃痕、凹陷等缺陷。

“熵權(quán)”理論是一種客觀賦權(quán)方法，借用信息論中熵的概念，主要是根據(jù)各指標傳遞給決策者的信息量大小來確定其權(quán)數(shù)。假設(shè)在m項指標、n個被評價對象的評價體系中，根據(jù)熵權(quán)法理論，由式(2)計算得第j項指標的熵值，由式(3)計算得j項指標的熵權(quán)(權(quán)重)。

由于模具加工時產(chǎn)生的誤差和零件厚度誤差，成形時，零件和剛性模具間總會出現(xiàn)間隙，因此，剛性模具需要進行嚴格的研配，但研配會帶來成本的上升和工時的增加。隨著對飛機零件質(zhì)量的要求越來越嚴格，制造標準越來越高，航空鈑金廠需要尋找新的成形工藝來代替原有的落后工藝。

走進國望機械集團有限公司的廠房，放眼望去，直線條的交疊衍生出偌大空間內(nèi)的一切，窗外透進來的金色的光，同一個個銀色的設(shè)備相呼應(yīng)，用顏色與線條碰撞出這個頗具現(xiàn)代化氣息的工廠，這就是國望集團給我的初印象——棱角分明，強調(diào)規(guī)則和紀律。而與公司董事長林國平、總經(jīng)理林國強的交談，則讓我了解到關(guān)于眼前這些現(xiàn)代化更深處的些許。

加強環(huán)充液成形工藝分析

充液成形是指采用液態(tài)的水、油或粘性物質(zhì)作為傳力介質(zhì)，代替剛性的凹模或凸模，在傳力介質(zhì)的壓力作用下坯料貼靠凸模或凹模而成形的一種工藝。加強環(huán)零件采用充液成形工藝進行成形，具體工藝為：下料→充液拉深→劃線切割法蘭和工藝孔→充液脹形→銑切→移交。從成形工序?qū)Ρ瓤芍捎贸湟撼尚慰梢詼p少零件制造工序，從而縮短零件制造周期。

來將通名：傷寒癥

⑴一序被動式充液拉深，此工序是以流體作為輔助手段，先在凹模內(nèi)充滿液體，放上拉深坯料，施加一定的壓邊力，凸模下行進行拉深，同時啟動液壓系統(tǒng)使液體保持一定的壓力，直到拉深結(jié)束，分析模型如圖4 所示。

被動式充液拉深可通過調(diào)整液室壓力，使得成形后的零件厚度分布均勻，不會超出零件公差范圍，如圖5 所示。拉深過程中在凹模液室壓力的作用下材料的形狀變化比較規(guī)則，基本不會產(chǎn)生褶皺。

充液脹形過程中，該零件最難成形處為底部筋條處，液體壓力需要足夠大才可以成形到位該特征。

充液拉深成形零件回彈比剛性拉深小約0.2mm。針對筒形零件側(cè)壁，由于間隙和回彈等因素，側(cè)壁成形精度需控制在0.5mm 左右，而充液拉深成形可控制在0.2mm 左右，如圖6 所示。

降魔圣典：《傷寒雜病論》

對第一序成形后的零件切割法蘭和工藝孔，增加坯料的流動性和延展性，如圖8 所示，然后密封進行主動式充液脹形(上端采用推頭密封圈密封，下端采用橡皮自密封)，分析模型如圖9 所示，推頭不進給，材料自由流動，僅用推頭進行密封。

凹模液室的流體介質(zhì)產(chǎn)生的壓力使零件完全貼合在凸模上，充液拉深成形模具無需研配且零件成形精度高，同時帶來成本的降低。

戰(zhàn)力指數(shù)：★★★★★

將充液脹形液壓的加載曲線和相關(guān)工具設(shè)置的行程參數(shù)輸入有限元分析軟件中進行計算，可以獲得該零件的減薄云圖(圖10)，零件減薄主要集中在底部

在未完全成形的特征內(nèi)墊軟橡皮，然后再充液擠壓，通過直接擠壓橡皮來提高零件貼模度。由于充液成形采用柔性傳力介質(zhì)，與零件內(nèi)側(cè)接觸的都是內(nèi)高壓專用乳化液，因此不會產(chǎn)生壓痕、劃傷等缺陷，所以零件表面質(zhì)量較剛性成形方式要好得多。

⑵二序采用主動式充液脹形，零件內(nèi)腔填充柔性(流體)傳力介質(zhì)，通過密封圈或橡皮囊等方式密封，對傳力介質(zhì)增壓，使零件擴展成形，如圖7 所示。

學困生的轉(zhuǎn)化不是一天兩天的事情，學困生是一個長期需要去關(guān)注去幫助的對象，面對學困生教師要更有愛心、耐心、信心和恒心，只有讓學困生得到成長，才有可能真正讓全體學生發(fā)展。

御敵神兵：一個餃子引發(fā)的一場戰(zhàn)“役”

剛性模拉深由于工藝需要，凸凹模之間必然有1.1 ～1.25 倍料厚的間隙，這使得拉深成形后的零件不能完全貼模。

上榜理由：《少年的你》救了全村人的命筋條處，局部最大減薄低于材料成形極限，零件不易破裂，滿足零件的成形需求。

零件型面內(nèi)變形基本為雙向拉伸狀態(tài)，型面變形充分，不會產(chǎn)生起皺破裂趨勢，但零件上端有增厚趨勢(藍色區(qū)域)。這是因為在充液成形過程中，零件型面處的材料相當于在進行雙向拉伸，整個過程基本都處于減薄狀態(tài)，在此狀態(tài)下的材料基本不會起皺，如果塑性足夠好也不會破裂。在充液成形過程中需要對合模力進行控制，目的是使零件上端的材料能夠流動，補充筋部特征內(nèi)的變形量，從而避免零件成形筋部特征時出現(xiàn)減薄過大發(fā)生破裂的風險。柔性傳力介質(zhì)相當于凸模，而合模力可以看作壓邊力，零件上端受一向拉應(yīng)力和兩向壓應(yīng)力，所以會發(fā)生增厚現(xiàn)象，但不會影響零件型面內(nèi)材料的應(yīng)力狀態(tài)。

試驗驗證

通過有限元分析的方法對充液成形參數(shù)計算并進行優(yōu)化，有效控制了零件的最大減薄量，在滿足最大減薄量前提下，提高零件的成形質(zhì)量，使板料大部分充分變形，進入塑性變形狀態(tài)，有效減小回彈，并且控制材料的流動方式，從而控制材料的受力狀態(tài)，避免板料在成形過程中起皺。最后，通過模具加工、試模、現(xiàn)場調(diào)試，得到了高表面質(zhì)量、高精度的合格零件，如圖11 所示。

結(jié)束語

在傳統(tǒng)成形方法的基礎(chǔ)上提出充液成形對加強環(huán)零件進行工藝改進，并基于有限元分析軟件，對加強環(huán)零件進行充液成形有限元仿真分析。根據(jù)有限元仿真結(jié)果，認為該零件采用充液成形方法確實可避免剛性模成形存在的缺陷，提高零件的成形質(zhì)量。最終通過實際試模，生產(chǎn)出無表面缺陷、高精度的合格零件。

最近，老師布置了一篇關(guān)于“未來”的作文。我回家后盡全力寫了一篇，發(fā)給老師，沒想到，竟然不合格。寫那篇作文已經(jīng)用盡了我所有的才華，于是，我思來想去，得到了一個結(jié)論——到未來去看看。

充液成形是替代傳統(tǒng)的剛性模成形的一種工藝方法，采用柔性物質(zhì)作為傳力介質(zhì)，與傳統(tǒng)模具剛性成形方式相比，有三大優(yōu)勢：

⑴表面質(zhì)量優(yōu)勢：充液成形能夠較精準地控制板料的流動性及延展性，提高復(fù)雜曲面零件的成形性，避免起皺、劃痕和凹陷等缺陷的產(chǎn)生，消除零件的波紋度。

第二種類型，即“黨紀輕處分和組織調(diào)整要成為大多數(shù)”[2]。這種類型的監(jiān)督執(zhí)紀特征：監(jiān)督、執(zhí)紀的對象從行為上說是黨員情節(jié)較輕的違紀行為；監(jiān)督執(zhí)紀的手段或方式是黨紀輕處分、組織調(diào)整；監(jiān)督執(zhí)紀運用的理想狀態(tài)是“大多數(shù)”，即這種監(jiān)督、執(zhí)紀的黨員對象人數(shù)是“大多數(shù)”，比第一種類型少，但要比第三種類型多。這一形態(tài)針對的對象是那些違反“六大紀律”但屬情節(jié)較輕的黨員，處理原則是及早發(fā)現(xiàn)、及時處理、即刻糾偏，以防止一些輕違紀行為發(fā)展成重違紀行為。

⑵成形精度優(yōu)勢：成形零件能夠完全貼合在模具上，可以提高零件表面質(zhì)量、精度以及產(chǎn)品穩(wěn)定性。

⑶零件生產(chǎn)效率和成本優(yōu)勢：減少生產(chǎn)制造流程，減少甚至消除人工修整量，大幅度縮短零件的制造周期，同時可以省去研配過程，降低成形成本(包括模具成本、坯料成本和零件制造隱形成本等)。