一种高强度螺栓零件加工工艺研究

摘要

在航空发动机领域，由于高强度螺栓连接刚性好、能承受高温高压条件、装拆简便等优越性而被广泛使用。近年来，随着航空航天事业的快速发展，对紧固件的使用可靠性、使用寿命等性能提出了更高的要求。对于航空用高强度螺栓而言，其头部成形必须为镦锻加工。GH4169材料加工制造的高强螺栓，一方面，GH4169材料变形抗力大、材料的组织和性能对热加工工艺参数非常敏感；另一方面，GH4169材料加工制造的高强螺栓具有较高的抗疲劳性能和持久性能。所以，对 GH4169高强螺栓的加工工艺进行研究具有重要的意义。
　　研究十二角头高强度螺栓的结构特点，对GH4169合金材料的化学成分、相的组成、晶粒形貌等特性进行理论分析，依据镦制加工原理，利用DEFORM-3D软件对镦制加工过程进行数值模拟。根据模拟结果，确定了螺栓镦制加工方案，并优化了模具结构，提高了模具使用寿命。
　　对 GH4169高温合金十二角头螺栓的热处理制度进行了分析，明确了不同的热处理顺序对零件性能的影响。
　　研究高强螺栓的性能要求，采用滚压螺纹和滚压头下圆角的加工方法，并利用DEFORM软件对滚压螺纹工序进行数值模拟分析，提高了零件的拉伸性能、抗疲劳性能，抗应力断裂性能。
　　对加工后的零件进行性能鉴定，利用室温拉伸、高温拉伸等设备进行检测，试验结果表明加工后的零件具有优良的使用性能。

目录

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 镦制加工发展现状

1.3 模拟仿真技术

1.4 主要研究内容

2 高强螺栓零件特点

2.1 零件结构及零件材料

2.2 基本工艺路线

2.3 零件性能要求

2.4 本章小结

3 材料特性

3.1 GH4169化学成分及与相组成、应用温度间的对应关系

3.2 GH4169合金的晶粒形貌及形成原因

3.3 本章小结

4 镦制加工

4.1 GH4169的热变形规律

4.2 变形程度的计算

4.3 加热温度的确定

4.4 加热方式的选择

4.5 模具结构的确定

4.6 模拟仿真加工

4.7 本章小结

5 零件热处理

5.1 热处理过程中可能发生的变化

5.2 材料组织对零件力学性能影响

5.3 本章小结

6 滚压加工

6.1 滚压螺纹

6.2 滚压头下圆角R

6.3 本章小结

7 高强螺栓性能评价

结论

参考文献

致谢