CN107745063A - 一种飞机轮毂的模锻工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机轮毂的模锻工艺，包括步骤：S1：加热铸锭坯料，墩粗成圆饼状的饼坯；S2：通过毛压工序将圆饼状的饼坯锻压成形为U型截面的回转体；S3：通过预压工序将所述回转体成型出轮毂模锻件上表面部分凸耳结构以及轮毂中心H型截面；S4：通过终压工序成型最终的轮毂模锻件。应用本发明提供的飞机轮毂的模锻工艺，通过镦粗、毛压、预压及终压的工序进行飞机轮毂的模锻，保证了锻件成型尺寸精度及组织均匀性，各项指标均能够满足使用要求，且该工艺具有较强的适用性，生产效率高，适用于工业化推广和使用。

Description

一种飞机轮毂的模锻工艺

技术领域

本发明涉及模锻技术领域，更具体地说，涉及一种飞机轮毂的模锻工艺。

背景技术

机轮是飞机身上重要的组成部分，机轮轮毂受力是衡量飞机机轮质量的一个重要标准。随着航空事业的高速发展，对飞机安全性的要求不断提高，轮毂作为飞机起飞和降落的主要受力部位，负荷着上百吨飞机的起飞、高速滑跑和降落时的冲击载荷，直接影响和决定着飞机的起降安全。

飞机轮毂为圆盘类模锻件，最大外轮廓尺寸为φ616×305mm，型腔深、壁薄、高筋、圆角小、内腔和底部的凸台多，有大量非加工面、机加工余量小，成型难度大。

现有的模锻工艺，采用简单形状的圆柱坯一次成型或二次成型，模锻时容易出现高筋处充填不满、折叠、穿流等现象，因此模锻工艺的合理匹配非常重要，需要确立合理的工艺方案，以利于获得尺寸精度高、变形组织均匀的模锻件。

综上所述，如何有效地解决飞机轮毂模锻件易出现高筋处充填不满、折叠、穿流缺陷等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种飞机轮毂的模锻工艺，该飞机轮毂的模锻工艺的结构设计可以有效地解决飞机轮毂模锻件易出现高筋处充填不满、折叠、穿流缺陷的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种飞机轮毂的模锻工艺，包括步骤：

S1：加热铸锭坯料，墩粗成圆饼状的饼坯；

S2：通过毛压工序将圆饼状的饼坯锻压成形为U型截面的回转体；

S3：通过预压工序将所述回转体成型出轮毂模锻件上表面部分凸耳结构以及轮毂中心H型截面；

S4：通过终压工序成型最终的轮毂模锻件。

优选地，上述飞机轮毂的模锻工艺中，所述步骤S2中的U型截面的回转体具体为：

回转体的截面呈U型，且U型开口处向外延伸形成凸缘。

优选地，上述飞机轮毂的模锻工艺中，所述步骤S3中的轮毂中心H型截面具体为：

轮毂中心截面呈H型，且H型两个竖直边的顶端为弧形边，底端与轮毂的U型底面平滑过渡连接。

优选地，上述飞机轮毂的模锻工艺中，所述步骤S1之前还包括：

通过计算机模拟确定模锻成型工艺。

优选地，上述飞机轮毂的模锻工艺中，所述通过计算机模拟确定最优的模锻成型工艺，具体包括：

通过计算机辅助设计结合有限元数值模拟，确定模锻成型工艺。

应用本发明提供的飞机轮毂的模锻工艺，首先加热铸锭坯料，墩粗成圆饼状的饼坯；再通过毛压工序将圆饼状的饼坯锻压成形为U型截面的回转体；而后通过预压工序将所述回转体成型出轮毂模锻件上表面部分凸耳结构以及轮毂中心H型截面；最后通过终压工序成型最终的轮毂模锻件。通过镦粗、毛压、预压及终压的工序进行飞机轮毂的模锻，制定了合理的开坯工艺，制造出合理的坯料尺寸，获得均匀的变形组织，使其合理分配金属。保证了锻件成型尺寸精度及组织均匀性，各项指标均能够满足使用要求，且该工艺具有较强的适用性，生产效率高，适用于工业化推广和使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明一个具体实施例的飞机轮毂的模锻工艺的流程示意图；

图2为本发明实施提供的铸锭的示意图；

图3为本发明实施提供的铸锭墩粗为饼坯的示意图；

图4为本发明实施提供的毛压成型出的毛压件的示意图；

图5为本发明实施提供的预压成型出的预压件的结构示意图；

图6为本发明实施提供的终压成型出的终压件的示意图。

附图中标记如下：

1、铸锭，2、饼坯，3、毛压件，4、预压件，5、终压件。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种飞机轮毂的模锻工艺，以保证锻件成型尺寸精度及组织均匀性，提升锻件质量。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，图1为本发明一个具体实施例的飞机轮毂的模锻工艺的流程示意图；图2为本发明实施提供的铸锭的示意图；图3为本发明实施提供的铸锭墩粗为饼坯的示意图；图4为本发明实施提供的毛压成型出的毛压件的示意图；图5为本发明实施提供的预压成型出的预压件的结构示意图；图6为本发明实施提供的终压成型出的终压件的示意图。

在一个具体实施例中，飞机轮毂的模锻工艺包括以下步骤：

S1：墩粗，即加热铸锭1坯料，墩粗成圆饼状的饼坯2；

铸锭1的结构如图2所示，通常为圆柱体，将圆柱体的铸锭1坯料经过镦粗加工成圆饼状的饼坯2，也就是获得横截面较大而高度较小的锻件，经镦粗处理提高了锻件的横向力学性能，进而减小力学性能的异向性。

S2：毛压，即通过毛压工序将圆饼状的饼坯2锻压成形为U型截面的回转体；

通过毛压工序，获得的毛压件3为U型截面的回转体，也就是飞机轮毂的大致轮廓成型。具体U型截面的回转体结构如图4所示。其包括圆筒状的侧壁及底部平面。具体的，底面上也可以直接成型出向上凸起的凸出部，以便于后续H型截面的成型。

S3：预压，即通过预压工序将回转体成型出轮毂模锻件上表面部分凸耳结构以及轮毂中心H型截面；

也就是预压件4具有轮毂模锻件的上表面部分凸出结构及底面的轮毂中心H型截面。如图5所示，通过预压工序在回转体的上表面上成型出凸出结构，具体凸出结构的形状及尺寸等与飞机轮毂锻件上表面的凸出结构相同，此处不再赘述，具体请参考现有技术中常规的飞机轮毂模锻件。同时，通过预压工序在回转体的底面成型出轮毂中心H型截面，也就是在回转体的底面中心成型出向内凸的凸出结构，凸出结构为截面呈H型的回转体，具体形状及尺寸等与飞机滚轮模锻件的轮毂中心形状相同，此处不再赘述，具体请参考现有技术中常规的飞机轮毂模锻件。

S4：终压，即通过终压工序成型最终的轮毂模锻件。

预压件4经过终压后，终压件5的形状与轮毂模锻件的形状相同，也就是成型出最终的轮毂模锻件。具体结构请参考现有技术中常规的飞机轮毂模锻件，此处不再赘述。

应用本发明提供的飞机轮毂的模锻工艺，首先加热铸锭1坯料，墩粗成圆饼状的饼坯2；再通过毛压工序将圆饼状的饼坯2锻压成形为U型截面的回转体；而后通过预压工序将回转体成型出轮毂模锻件上表面部分凸耳结构以及轮毂中心H型截面；最后通过终压工序成型最终的轮毂模锻件。通过镦粗、毛压、预压及终压的工序进行飞机轮毂的模锻，保证了锻件成型尺寸精度及组织均匀性，各项指标均能够满足使用要求，且该工艺具有较强的适用性，生产效率高，适用于工业化推广和使用。

进一步地，步骤S2中的U型截面的回转体具体为：

回转体的截面呈U型，且U型开口处向外延伸形成凸缘。也就是如图4所示的，毛压件3的开口具有向外延伸的凸缘，以便于后续预压及终压工序中成型出轮毂模锻件的上表面形状，避免直接成型易造成的应力集中，进一步提升锻件质量。

更进一步地，步骤S3中的轮毂中心H型截面具体为：

轮毂中心截面呈H型，且H型两个竖直边的顶端为弧形边，底端与轮毂的U型底面平滑过渡连接。也就是如图5所示的，预压件4的底面中心形成的凸出结构顶端为弧状，进而在后续终压成型过程中进一步模压呈最终的形状，成型质量好。H型两个竖直边的底端与轮毂的U型底面平滑过渡连接，在后续的终压过程中进一步模压出H型底端的尖角结构，如此以更好地防止应力集中等造成的缺陷对锻件质量的不利影响。

在上述各实施例的基础上，步骤S1之前还包括：

通过计算机模拟确定模锻成型工艺。也就是在实际模锻之前，通过计算机模拟确定模锻各镦粗、毛压、预压及终压工序成型的饼坯2、毛压件3及预压件4的形状，从而相应的确定各工序对应的模具以控制各工序成型的锻件形状，从而获得最优的轮毂模锻成型工艺。优选的，也可以通过计算机模拟确定上述各工序的具体参数，如加压的压力等，以获得最优的轮毂模锻成型工艺。

进一步地，通过计算机模拟确定最优的模锻成型工艺，具体包括：

通过计算机辅助设计结合有限元数值模拟，确定模锻成型工艺。也就是通过计算机辅助设计结合有限元数值模拟，来确定模锻各镦粗、毛压、预压及终压工序成型的饼坯2、毛压件3及预压件4的形状，从而相应的确定各工序对应的模具以控制各工序成型的锻件形状，从而获得最优的轮毂模锻成型工艺。优选的，也可以通过计算机辅助设计结合有限元数值模拟确定上述各工序的具体参数，如加压的压力等，以获得最优的轮毂模锻成型工艺。需要说明的是，具体计算机辅助设计及有限元数值模拟的原理及具体操作过程请参考现有技术，此处不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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 (5)

1.一种飞机轮毂的模锻工艺，其特征在于，包括步骤：

S1：加热铸锭坯料，墩粗成圆饼状的饼坯；

S2：通过毛压工序将圆饼状的饼坯锻压成形为U型截面的回转体；

S3：通过预压工序将所述回转体成型出轮毂模锻件上表面部分凸耳结构以及轮毂中心H型截面；

S4：通过终压工序成型最终的轮毂模锻件。

2.根据权利要求1所述的一种飞机轮毂的模锻工艺，其特征在于，所述步骤S2中的U型截面的回转体具体为：

回转体的截面呈U型，且U型开口处向外延伸形成凸缘。

3.根据权利要求1所述的一种飞机轮毂的模锻工艺，其特征在于，所述步骤S3中的轮毂中心H型截面具体为：

轮毂中心截面呈H型，且H型两个竖直边的顶端为弧形边，底端与轮毂的U型底面平滑过渡连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种飞机轮毂的模锻工艺，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：

通过计算机模拟确定模锻成型工艺。

5.根据权利要求4所述的一种飞机轮毂的模锻工艺，其特征在于，所述通过计算机模拟确定最优的模锻成型工艺，具体包括：

通过计算机辅助设计结合有限元数值模拟，确定模锻成型工艺。