铸造与锻造Casting&Forging2023年第3期热加工www.mw1950.com118负角度钛合金飞机蒙皮零件成形工艺研究及数值模拟何晓健，朱丽，张晓巍，吴伟平，王珏沈阳飞机工业（集团）有限公司辽宁沈阳110850摘要：针对钛合金蒙皮零件两侧均存在负角度区域、无法一次成形的问题，提出一种先采用热拉深工艺进行预成形，再采用热成形工艺进行终成形的分步成形方法，来实现负角度区域的成形。分别设计了热拉深模具和热成形模具，并依据模具进行了零件成形模拟。研究表明：分步成形可有效解决钛合金负角度零件难以成形的问题，依据成形仿真结果，该蒙皮零件成形质量良好，方案具备可行性。关键词：钛合金蒙皮；负角度；热拉深；热成形；工艺仿真图1整流蒙皮零件图2前端两侧负角度区域图3负角度区域角度1序言由于钛合金质量轻、比强度和比断裂韧度高、疲劳强度高、低温韧性良好、耐腐蚀性能强等优异的综合性能，因此在航空航天、汽车、造船等工业部门获得广泛使用。同时，因为钛合金板材强度很高，因此在常温下成形时变形抗力大，易开裂，回弹严重，成形困难，故多采用热成形工艺进行成形。本文以TC4钛合金板材的热拉深成形和热成形工艺为研究对象，拟采取两种成形工艺相结合的方式来突破双侧负角度零件难加工、无法脱模的难题。期间设计热拉深模具1套、热成形模具2套，并结合成形工艺仿真来验证该方案是否具备可行性。2零件工艺性分析2.1零件结构特点该负角度钛合金零件为某飞机的整流蒙皮，如图1所示，采用厚度δ＝0.8mm的TC4板材成形，零件成形后外廓尺寸约为465mm×350mm×35mm。零件结构有如下特点。1）零件外形较复杂，腹板和弯边均为双曲面。2）零件前端两侧均存在负角度区域（见图2），且角度最小处约为40°（见图3）。2.2零件工艺性分析1）零件前端两侧弯边与腹板之间均存在负角度区域，且角度过小，无法通过一次成形制备该零件。2）弯边与腹板之间圆角半径为4.2mm，大于4倍板材成形最小弯曲半径。3工艺方案讨论1）两侧负角度的钛合金槽形零件很难通过一次热成形。外形简单的负角度零件可通过机床的水平侧压装置辅助完成，但大型热成形设备没有侧压装置；部分负角度零件可使用带有将竖直力转化为横向力装置的模具成形[1]，而此零件腹板和弯边均为铸造与锻造Casting&Forging2023年第3期热加工www.mw1950.com119二次曲面，且夹角为变角度，因此方案不可行。2）经对数模进行分析，蒙皮零件关于纵向剖面对称，单从工艺角度考虑，可采用左右两侧分段成形，再通过...
