某飞机起落架外筒锻造工艺研究及优化

摘要

起落架外筒是飞机起飞降落时的主要承力构件，对飞机的安全飞行起着至关重要的作用，一般是由模锻件加工而成。随着我国800MN液压机的投产，世界各国的大型飞机起落架外筒生产加工开始向中国转移。起落架外筒材料一般选用超高强度钢，这类材料锻造温度高，对模具的热效应较大，锻模常常因为局部结构过热软化、蠕变失效，给企业带来巨大损失。起落架类锻件结构复杂，枝丫结构较多，因此需要设计多工序模锻工艺，中间坯料设计合理，锻件质量会得到很大提高，锻模寿命、锻造工艺稳定性也会得到很大提升。　　本文以锻造有限元软件DEFORM为研究工具，分析了模具两种飞边结构对锻件终锻成形过程的影响。通过模拟实验发现：在飞边桥部结构参数相同的情况下，储料仓在模具一侧的飞边结构对金属流动的阻碍作用大于储料仓对称分布的飞边结构，因此在相同压下量的条件下，对于储料仓在模具一侧的模具，锻件成形力较大，充填性较好；对于上下模具受力差异大、模具温度分布差异大的模具，储料仓设计在受力较小、温度分布较低的模具上会平衡上下模具寿命，提高受力较大的模具的寿命。分析了模具飞边槽结构参数对锻件成形过程的影响，确定了模具飞边槽结构参数对锻件成形性能、模具最高温度及锻造成形力的影响重要程度。　　通过分析荒坯三维形状、模拟预锻工序，发现并归纳预锻工序存在的问题：①荒坯设计不合理，中间凸台太高，荒坯加工困难；②成形过程飞边体积较大，浪费材料。通过对荒坯进行两次优化设计，荒坯凸台由原来的矩形截面改成对称梯形截面，荒坯加工难度降低；荒坯减料51kg左右，提高了原材料利用率。　　分析荒坯结构，发现荒坯具有轴对称特性，可采用变截面轴来加工荒坯。荒坯的加工过程可细分为三个步骤：第一步加工坯料中间凸台，第二步加工坯料三角形部分，第三步拔长、拔方荒坯杆部。通过数值模拟，确定了荒坯中间凸台尺寸，优化了第二步第一砧坯料厚度。通过理论计算及数值模拟，确定了第三步第一道次压下量。荒坯累计最小等效应变为0.204，平均应变0.814，荒坯变形均匀。

目录

1 绪论

1.1引言

1.2大型航空锻件的生产状况与发展趋势

1.3飞机起落架材料的发展与应用

1.4飞机起落架锻造工艺特点及最新研究方向

1.5本论文研究的内容、目的及意义

2 终锻模具飞边槽设计及优化

2.1锻造工艺参数的确定

2.2常用飞边结构及其优缺点

2.3两种模具飞边槽结构的设计与模拟对比

2.4非称结构飞边槽参数对锻件成形过程的影响

2.5终锻模具飞边结构设计及模拟2.5.1模具飞边桥部设计

2.6本章小结

3 预锻模拟及荒坯优化

3.1原始方案的模拟

3.2荒坯第一次优化及模拟

3.3荒坯第二次优化及模拟

3.4本章小结

4 制坯工艺设计及模拟

4.1高包设计及模拟

4.2头部加工工艺设计及模拟

4.3杆部拔长、拔方设计及模拟

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

附录

A. 学位论文数据集：

致谢