7A04铝合金支撑接头精密模锻成形技术研究

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1、制造技术研究航天制造技术制造技术研究7A04铝合金支撑接头精密模锻成形技术研究1111122陈增奎张浩方泽平石航齐歆张益坤高建新（1.中国运载火箭技术研究院，北京100076；2.首都航天机械公司，北京100076）摘要：研究了7A04铝合金支撑接头采用精密模锻成形代替传统自由锻工艺，开发了“一模四腔”的模具结构，详细设计分析了温度场、成形速率、润滑与保压等工艺参数进行。通过产品研制，一次直接成形四件零件，大幅度提高生产效率，获得了优良的综合机械性能，满足了型号需求，实现了工程化应用。关键词：精密模锻成形；模具设计；成形速率；温度场；机械性能StudyonPrecisionForgingP

2、rocessof7A04AluminumAlloySupportJoint111122ChenZengkuiZhangHaoFangZepingShiHangZhangYikunGaoJianxin(1.ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology,Beijing100076；2.CapitalAerospaceMachineryCompany,Beijing100076)Abstract：Thispaperchangedfreeforgingintoprecisionforgingof7A04aluminumalloysupportjoint.Thetemp

3、eraturedistribution,formingrate,lubricationandpressurekeepingwerestudied.Withthedevelopingexperimentation,thesupportjointwasforgedonlyonceforfour.Theprocessimprovedtheproduceefficiencyandgeneralperformance,metthewithmissileryrequirement,andalsorealizedtheengineeringapplication.Keywords：precisionfo

4、rging；diedesign；formingrate；temperaturedistribution；performance1引言某型号用支撑接头是箭体上关键受力结构，左右对称分布，左件如图1所示，采用7A04高强铝合金。零件结构形面较为复杂，外形包络尺寸为60mm×55mm×28mm，与箭体配合面的弧面为R1125mm，肋板图1支撑接头结构示意图高度28mm，最小厚度为2mm，最小圆角为3mm，尺寸精度为±0.2mm，表面粗糙度优于Ra3.2μm，要求a.自由锻件生产及后续数控加工的工艺路线繁具有优良的综合机械性能（抗拉强度Rm为490MPa，杂，需要多工序协作完成，制品生产周期长、效

5、率低；规定非比例延伸强度Rp0.2为410MPa，断后伸长率Ab.自由锻件形面需要100%切削加工，材料利用率为6.0%），可用于多部段的装配使用，需求数量大。仅为4%～6%，制品生产成本高，材料利用率低；该零件原采用“自由锻件+机械加工”传统工艺c.自由锻件在自由锻锤上主要依靠人工操作完方法生产，虽基本满足型号的要求，但存在明显局限成，锻件质量受人为影响因素大，性能一致性较差。[1]性：为实现低成本、高效率、快速制造的研制目标，作者简介：陈增奎（1984-），硕士，材料加工工程专业；研究方向：壳段结构与热防护结构设计。收稿日期：2016-03-041制造技术研究2016年4月第2期同时提

6、高关键结构件产品性能稳定性与可靠性，开展精密模锻成形技术可以明显缩短零件的制造周了支撑接头精密模锻成形工艺研究，实现了“一模四期，降低总体制造成本，同时改善零件的内部质量，腔”的先进成形技术。提高零件综合力学性能，因此特别适用于大批量化的[4]生产需求。2精密模锻成形技术3精密模锻成形方案设计精密模锻成形工艺原理是坯料和模具保持在一定的变形温度下，缓慢施压，避免因材料表面温度下精密模锻成形的方案设计是首要环节，直接关系降而导致的变形抗力增大、流动性降低等问题，可以到工艺成败和成形的难易程度。根据支撑接头薄壁、使坯料进行充分的再结晶软化过程，坯料处于良好的小圆角、大弧面的特点，确定了制坯工艺

7、、挤压方式、塑性状态，从而成形出具有复杂形面、高筋、薄壁的拔模斜度、顶出机构以及模具形腔数量，以保证工艺[2]结构件。可行、锻件顺利成形、模具状态稳定。详细设计方案精密模锻成形工艺与自由锻工艺相比，具有以下如表1所示，设计了先进的“一模四腔”结构，即一优点：次成形可以压制出四个零件。a.高精度:精密模锻成形的锻件大部分几何表面直表1设计方案接满足设计图纸要求，精度可达±0.2mm，表面粗糙挤压方式拔模斜度/º模具形腔数量