董秀翠 王亞清 朱永勝

（中航工業(yè)哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）公司制造工程部，黑龍江 哈爾濱 150066）

1 概述

金屬零件T37014的材料為GH4169，零件中間局部成型出一個(gè)高7.5，寬6mm左右的加強(qiáng)筋（見(jiàn)圖1），由于該材料材料強(qiáng)度大，采用普通的旋壓技術(shù)在車床上成型，材料局部受力，加強(qiáng)筋部分的材料厚度變薄甚至開裂，無(wú)法保證零件質(zhì)量。本文針對(duì)上述問(wèn)題采取了一系列的措施，使問(wèn)題得到解決。

圖1

2 確定初步的工藝方案

通過(guò)對(duì)T37014的零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，初步確定三種方案如下：

2.1 T37014的工藝方案為下料——滾圓——?dú)寤『浮Q工打磨焊道——消除應(yīng)力——校圓——車工旋壓——車端面——檢驗(yàn)。

2.2 T37014的工藝方案為下料——滾圓——?dú)寤『浮Q工打磨焊道——消除應(yīng)力——校圓——漲型——車端面——檢驗(yàn)。

2.3 T37014的工藝方案為下料——滾圓——?dú)寤『浮Q工打磨焊道——消除應(yīng)力——校圓——旋壓機(jī)旋壓——車端面——檢驗(yàn)。

方案（1）是采用車床進(jìn)行旋壓成型，優(yōu)點(diǎn)是零件的成型情況可以隨時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)，能夠有效地控制零件尺寸，并且可以分幾次進(jìn)行成型。缺點(diǎn)是損壞機(jī)床的精度，并且零件成型部位經(jīng)過(guò)多次成型材料容易減薄。方案（2）是板材成型的通用方法，但是由于零件成型部位的加強(qiáng)筋的高度較大，而且在整個(gè)零件的中間，材料的流動(dòng)性不好，容易產(chǎn)生裂紋。方案（3）是最理想的成型方案但是由于生產(chǎn)車間沒(méi)有旋壓機(jī)無(wú)法進(jìn)行。通過(guò)上述方案的比較，與相關(guān)人員進(jìn)行協(xié)商，決定采用第（1）種工藝方案。

首次進(jìn)行試加工時(shí)，加強(qiáng)筋成型部分的尺寸的高度131成型不到位，僅有125左右，零件的材料為GH4169，強(qiáng)度很大，無(wú)法在徑向加力，首次試加工失敗。后經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)、工藝和熱處理工藝人員一起探討降低原材料的強(qiáng)度的方法，在成型之前增加固溶工序，并且分3次進(jìn)行旋壓，先將零件固溶后第一次旋壓將加強(qiáng)筋的高度成型到123，然后將零件進(jìn)行固溶處理，進(jìn)行第二次旋壓，將零件的成型尺寸加工到128，再將零件進(jìn)行固溶處理，將零件旋壓到最終尺寸。

通過(guò)采取上述措施，將零件固溶后分步成型，零件尺寸基本達(dá)到了要求，經(jīng)過(guò)測(cè)量，零件的成型部分的壁厚僅有0.5，減薄了一半，無(wú)法滿足工藝要求，進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)零件的加強(qiáng)筋的成型部分出現(xiàn)裂紋。

3 對(duì)零件的加工過(guò)程中存在的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行工藝研究

零件壁厚減薄和裂紋問(wèn)題：經(jīng)過(guò)工藝試驗(yàn)和對(duì)零件的型面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)成型部位R僅有3～4mm，兩面的直壁部分為25mm，零件的材料流動(dòng)性較差，成形過(guò)程全部靠材料變薄來(lái)實(shí)現(xiàn)，材料成型過(guò)程中達(dá)到塑性變形的極限造成材料破裂，造成零件裂紋。

針對(duì)上述問(wèn)題將工藝路線進(jìn)行調(diào)整，更改的過(guò)程中首先要考慮零件的材料流動(dòng)性，保證零件的成型順利。增加材料的流動(dòng)性有兩種方案，一是增加圓角半徑，二是減少摩擦，降低壓邊力。根據(jù)上述兩條要求來(lái)完善工藝路線，首先考慮加大圓角半徑，但是加大初成型的圓角半徑，第二次成型便不能在車床上面加工，只能改在車間的自制旋壓機(jī)上面加工，最后再用旋壓夾具成型出最終尺寸。根據(jù)上述成型方法，自行設(shè)計(jì)了旋壓夾具，第一次成型出的R由3改為8，增加材料的流動(dòng)性，然后再校正R，保證最終尺寸，夾具圖如下。

第一次車床成型夾具如圖2。

圖2

旋壓機(jī)用夾具如圖3。

圖3

4 進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證

自制工裝到位后，進(jìn)行試生產(chǎn)，首先下了兩種纖維方向的毛料，一種是沿著圓周方向的，另外一種是沿軸線方向，并分別作出標(biāo)記。從前幾次的加工經(jīng)驗(yàn)得出零件主要靠材料變薄得到，下料尺寸由80改為60，減少零件的變形阻力，增加零件的流動(dòng)性，便于零件成型。

通過(guò)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)纖維方向沿圓周方向的原材料，在旋壓時(shí)出現(xiàn)裂紋。而另外的纖維方向沿圓周的原材料的成型尺寸滿足尺寸要求，無(wú)裂紋產(chǎn)生。零件的壁厚減薄到0.8mm，符合設(shè)計(jì)要求。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)T37014的成型工藝攻關(guān)摸索出一套關(guān)于材料為GH4169的成型工藝，完善了工藝規(guī)程，克服了零件在生產(chǎn)過(guò)程中的壁厚減薄和裂紋的質(zhì)量問(wèn)題，產(chǎn)品的合格率提高到95%以上，為新品研制的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)，也為今后類似零件的生產(chǎn)提供了經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支持。

[1]劉東雷.高光無(wú)痕注射成型工藝技術(shù)研究[M].南昌：南昌大學(xué)，2010.