CN211191823U - 2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，包括筒体，所述筒体的开口环绕设置有外延部，所述外延部从与所述筒体的连接处至最外部，自身厚度呈弧线缩减，所述筒体的底部外壁面设置有凹槽，所述筒体的底部内壁面向上凸起。本实用新型提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，由于筒形结构在毛压的时候已经成型，毛压件在后续的预压成型时仅为部分成型工字型结构和筒形上部的凸耳和翻边；在成型过程中筒形件的等效应力应变较小，工字型结构和翻边处的等效应力应变值较大。设计达到符合预期，预压过后的锻件质量较好，不管是填充、微观缺陷等。从而提高了产品质量。

Description

2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件

技术领域

本实用新型涉及航空精密轮毂模锻件制造技术领域，尤其涉及一种2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件。

背景技术

大型飞机上具有一个典型规格锻件，为高强2014铝合金航空精密轮毂模锻件中的最大模锻件：半轮(舱内侧)模锻件。该半轮(舱内侧)模锻件为精密模锻件，为圆盘类模锻件，零件最大外轮毂尺寸φ593.3×309.1mm mm，模锻件最大外轮廓尺寸为φ616.5×314.2mm。

半轮舱内侧零件如图1和图2所示，图1为本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的第一侧视结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的第二侧视结构示意图，是一个比较复杂的大型铝合金锻件，该锻件的最大外形尺寸为φ600mm×310mm，筒形最大深度为240mm，筒壁最小处仅为7.6mm，筒壁最厚处为16mm，是一个典型的深筒薄壁件，其基本体为筒体12，筒体12的上部具有环形的外延部11，外延部11的上方具有内凹部，内凹部与筒体12的内壁交接处具有呈环形排列的9个凸耳14，筒体12的底部具有呈环形的9个椭圆形凹坑13，具体的，该零件在筒形底部较薄，同时存在9个均匀分布的椭圆形凹坑13，形状复杂；对应在零件上侧存在9个凸耳14，该凸耳14高度较高、壁厚薄、斜度小，竖直方向投影面积较小，属于较难成型及易出现缺陷部分。

半轮(舱内侧)模锻件本身为精密模锻件，为圆盘类模锻件，型腔深、壁薄、高筋、圆角小、内腔和底部的凸台多、型腔较复杂。半轮(舱内侧)模锻件为有大量非加工面、机加工余量小，表面质量要求高，尺寸精度要求极高；模锻件型腔深，筋高且薄，精密模锻成型难；2014合金容易产生粗晶，组织性能均匀性控制难；轮毂安全性能要求高，综合性能要求极高。因此，轮毂模锻件最大的难点为尺寸控制难度大、组织性能均匀性控制难度大。

因此，如何提供一种2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，以提高产品质量，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，以提高产品质量。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，包括筒体，所述筒体的开口环绕设置有外延部，所述外延部从与所述筒体的连接处至最外部，自身厚度呈弧线缩减，所述筒体的底部外壁面设置有凹槽，所述筒体的底部内壁面向上凸起。

优选的，上述筒体的侧壁厚度小于所述筒体的底部厚度。

优选的，上述凹槽的横截面为倒梯形。

优选的，上述凸起与所述筒体的侧壁内壁面的连接为圆弧面连接。

优选的，上述圆弧面向所述筒体的底部延伸形成环形槽。

优选的，上述外延部的上壁面为平面，所述外延部的下壁面为弧形面。

本实用新型提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，包括筒体，所述筒体的开口环绕设置有外延部，所述外延部从与所述筒体的连接处至最外部，自身厚度呈弧线缩减，所述筒体的底部外壁面设置有凹槽，所述筒体的底部内壁面向上凸起。

本实用新型提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，由于筒形结构在毛压的时候已经成型，毛压件在后续的预压成型时仅为部分成型工字型结构和筒形上部的凸耳和翻边；在成型过程中筒形件的等效应力应变较小，工字型结构和翻边处的等效应力应变值较大。设计达到符合预期，预压过后的锻件质量较好，不管是填充、微观缺陷等。从而提高了产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的第一侧视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的第二侧视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的圆柱形毛坯的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件的剖视结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件在预压模具中模压时的上模载荷曲线。

上图1-6中：

圆柱形毛坯1、外延部11、筒体12、椭圆形凹坑13、凸耳14、毛压件2、筒体21、外延部22、凸起23、凹槽24、环形槽25、弧形面26。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图3至图6，图3为本实用新型实施例提供的圆柱形毛坯的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件的结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件的剖视结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件在预压模具中模压时的上模载荷曲线。

本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件2，包括筒体21，筒体21的开口环绕设置有外延部22，外延部22从与筒体21的连接处至最外部，自身厚度呈弧线缩减，筒体21的底部外壁面设置有凹槽24，筒体21的底部内壁面向上凸起，如图4和图5所示。

本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件2，由于筒形结构在毛压的时候已经成型，毛压件2在后续的预压成型时仅为部分成型工字型结构和筒形上部的凸耳和翻边；在成型过程中筒形件的等效应力应变较小，工字型结构和翻边处的等效应力应变值较大。设计达到符合预期，预压过后的锻件质量较好，不管是填充、微观缺陷等。从而提高了产品质量。

具体的，筒体21的侧壁厚度小于筒体21的底部厚度。凸起23与筒体21的侧壁内壁面的连接为圆弧面连接。圆弧面向筒体21的底部延伸形成环形槽25。

具体的，凹槽24的横截面为倒梯形。外延部11的上壁面为平面，外延部11的下壁面为弧形面26。

本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件在生产时，包括锻造工序+制坯工序+毛压工序+预压工序+终压工序，毛压件2由圆柱形毛坯1通过模具制造成型，毛压工序可看做预压工序前的一次分料，主要作用有三点：成型该锻件的筒形结构，筒形结构深度较大，筒壁较薄，需反挤成型；成型锻件上侧的翻边部分，由于上部有9个凸耳的存在，在坯料锻造时需首先成型上部的翻边结构；对该锻件进行金属分流，做到金属的合理分配，使筒型上部金属充填凸耳及翻边，下部金属填充工字型以及9个凹坑。整个毛压为三次模锻过程中的关键工序，如何使得金属分配合理，后期锻造不出现充不满等缺陷是毛压件设计的关键。

毛压件2的设计准则，必须使得生产的毛压件2在预压时不出现充不满、折叠等宏观缺陷。同时应尽量优化自身结构，简化形状，确保在毛压成型时也不会出现上述成型缺陷。根据上述要求和设计准则，采用对预压件进行仿形的方法，在确保筒形上端和下端金属分配合理的情况下设计毛压件2。毛压件2应确保做到一方面使得毛压过程尽量简单，尽可能使毛压结果合理。另一方面应使得毛压件2在进行预压成型时容易定位，且不产生宏微观缺陷。

针对毛压件2设计，需要对预压锻进行试验，通过试验结果分析轮毂毛压锻件在预压成型过程中的金属流动、温度状况以及金属流线等，从而进一步优化毛压件2。在对预压过程进行试验时需要进行轮毂预压件成型有限元分析，试验时的工艺参数见表1，表1为试验时的工艺参数。

表1试验时的工艺参数

针对毛压件2的设计，其中金属体积稍大于所确定的最优预压件体积，结构采用仿形方法，在大体外形和预压件相似的情况下尽量简化，根据之前的毛压件2设计，分析各种不同毛压件2的预压成型模拟结果。对毛压件2形状进行多次优化，得到最优的毛压件2，从第一种毛压件到最优的毛压件期间优化了超过20种结构尺寸。

从图4和图5可以看出，最后设计的坯料形状比较简单，在毛压时易于成型。同时在将该毛压件2进行预压时，其底部与模具贴合较为紧密，在成型过程中底部中心位置没有向上翘曲。成型时毛压件2比较稳定，相比其他的毛压件的设计有了很大改善。

图6为毛压件2在预压模具中模压时的上模载荷曲线，结果为优化后的毛压件2在填充性能上完全满足要求，填充饱满；飞边较为均匀，整个锻件无折叠等宏观缺陷；载荷达到1.78wt，载荷稍有增加。

成型终了时锻件的等效应力及应变情况，结果为和终压类似，由于筒形结构在毛压的时候已经成型，毛压件2在预压成型时仅为部分成型工字型结构和筒形上部的凸耳和翻边；在成型过程中筒形件的等效应力应变较小，工字型结构和翻边处的等效应力应变值较大。设计达到符合预期。

通过锻件在成型过程中温度变化可以看出，整个成型过程中，在变形小的地方温度下降的较多，达到了20℃-30℃。在锻件变形大的地方，温度呈上升趋势，升温最高达到450℃，此时最高温度不超过该合金的过烧温度，符合要求。

对比多组模拟数据，可以发现，当采用本实用新型实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件2的结构时，预压过后的锻件质量较好，不管是填充、微观缺陷等，虽然载荷有所上升，但上升值不大，故采用最后这种形状作为毛压件形状。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，其特征在于，包括筒体，所述筒体的开口环绕设置有外延部，所述外延部从与所述筒体的连接处至最外部，自身厚度呈弧线缩减，

所述筒体的底部外壁面设置有凹槽，所述筒体的底部内壁面向上凸起。

2.根据权利要求1所述的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，其特征在于，所述筒体的侧壁厚度小于所述筒体的底部厚度。

3.根据权利要求1所述的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，其特征在于，所述凹槽的横截面为倒梯形。

4.根据权利要求1所述的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，其特征在于，所述凸起与所述筒体的侧壁内壁面的连接为圆弧面连接。

5.根据权利要求4所述的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，其特征在于，所述圆弧面向所述筒体的底部延伸形成环形槽。

6.根据权利要求1所述的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的毛压件，其特征在于，所述外延部的上壁面为平面，所述外延部的下壁面为弧形面。

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