一种等温锻造工艺参数确定方法

文档序号:1868894 发布日期:2021-11-23 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种等温锻造工艺参数确定方法 (Isothermal forging process parameter determination method ) 是由 汤春尧 周健 李挺 张研 于 2021-08-07 设计创作,主要内容包括:本申请属于飞机钛合金制件等温锻造工艺参数确定技术领域,具体涉及一种等温锻造工艺参数确定方法,包括:构建等温锻造模具及其胚料的三维模型;基于等温锻造模具及其胚料的三维模型,构建等温锻造模具及其胚料的有限元模型;设定不同的工艺参数,基于等温锻造模具及其胚料的有限元模型,模拟等温锻造过程,得到胚料的等温锻造制件;根据得到的等温锻造制件的特性,确定相应的工艺参数。(The application belongs to the technical field of determining isothermal forging process parameters of titanium alloy workpieces of airplanes, and particularly relates to a method for determining isothermal forging process parameters, which comprises the following steps: constructing a three-dimensional model of an isothermal forging die and a blank thereof; constructing a finite element model of the isothermal forging die and the blank thereof based on the three-dimensional model of the isothermal forging die and the blank thereof; setting different technological parameters, and simulating an isothermal forging process based on the isothermal forging die and a finite element model of the blank thereof to obtain an isothermal forging part of the blank; and determining corresponding process parameters according to the characteristics of the obtained isothermal forging product.)

一种等温锻造工艺参数确定方法

技术领域

本申请属于飞机钛合金制件等温锻造工艺参数确定技术领域,具体涉及一种等温锻造工艺参数确定方法。

背景技术

等温锻造是将模具温度加热到与坯料成形温度相同或相近的条件下,进行的低应变速率模锻,如图1所示,坯料成形过程中模具与坯料温差小、应变速率低、成形零件余量小、精度高、残余应力低等特点,此外,基于等温锻造技术,可将小锻件连接的大部件改成大型整体结构件,整体结构件具有较好的力学性能,可设计整体结构件具有较薄的剖面,且不需要连接件,以此能够有效降低结构件的整体质量。

飞机上部件众多,为了保证部件的力学性能以及降低飞机的质量,飞机上大量的部件采用等温锻造为大型整体结构件,其中,钛合金制件由于变形抗力大、导热性差、粘性大、流动性差,制件成型质量受工艺参数影响大,所得制件质量公差范围比较大,影响制件的使用。

当前,对于飞机上以等温锻造成型钛合金制件的质量控制,以事后控制为主,即在生产得到钛合金制件后,对钛合金制件进行质量检测,根据检测结果进行工艺参数调整,效率低,周期长,资源浪费严重。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是,以上

背景技术

内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案,其并不必然属于本专利申请的现有技术,在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下,上述

背景技术

不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的是提供一种等温锻造工艺参数确定方法,以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是:

一种等温锻造工艺参数确定方法,包括:

构建等温锻造模具及其胚料的三维模型;

基于等温锻造模具及其胚料的三维模型,构建等温锻造模具及其胚料的有限元模型;

设定不同的工艺参数,基于等温锻造模具及其胚料的有限元模型,模拟等温锻造过程,得到胚料的等温锻造制件;

根据得到的等温锻造制件的特性,确定相应的工艺参数。

根据本申请的至少一个实施例,上述的等温锻造工艺参数确定方法中,所述构建等温锻造模具及其胚料的三维模型,具体为:

以CATIA构建等温锻造模具及其胚料的三维模型。

根据本申请的至少一个实施例,上述的等温锻造工艺参数确定方法中,所述基于等温锻造模具及其胚料的三维模型,构建等温锻造模具及其胚料的有限元模型,具体为:

将等温锻造模具及其胚料的三维模型导入PATRAN,构建等温锻造模具及其胚料的有限元模型。

根据本申请的至少一个实施例,上述的等温锻造工艺参数确定方法中,所述基于等温锻造模具及其胚料的有限元模型,模拟等温锻造过程中,假定:

等温度锻造模具为刚体;

等温锻造坯料内各成分均匀,各向同性无偏析;

等温锻造模具及其胚料处于等温状态。

根据本申请的至少一个实施例,上述的等温锻造工艺参数确定方法中,所述设定不同的工艺参数,包括:

设定不同的等温锻造变形温度;

设定不同的等温锻造变形速率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的等温锻造的示意图;

图2是本申请实施例提供的等温锻造工艺参数确定方法的流程图。

为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;此外,附图用于示例性说明,其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

为使本申请的技术方案及其优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述,可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例,其仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分,其他相关部分可参考通常设计,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。

此外,除非另有定义,本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系,而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,当被描述对象的绝对位置发生改变后,其相对位置关系也可能发生相应的改变,因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语,仅用于描述目的,用以区分不同的组成部分,而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语,不应理解为对数量的绝对限制,而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。

此外,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解,例如,连接可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

下面结合附图1-2对本申请做进一步详细说明。

一种等温锻造工艺参数确定方法,包括:

构建等温锻造模具及其胚料的三维模型;

基于等温锻造模具及其胚料的三维模型,构建等温锻造模具及其胚料的有限元模型;

设定不同的工艺参数,基于等温锻造模具及其胚料的有限元模型,模拟等温锻造过程,得到胚料的等温锻造制件;

根据得到的等温锻造制件的特性,确定相应的工艺参数。

对于上述实施例公开的等温锻造工艺参数确定方法,领域内技术人员可以理解的是,其基于构建的等温锻造模具及其胚料的三维模型,构建等温锻造模具及其胚料的有限元模型,在不同设定工艺参数条件下,对等温锻造过程进行模拟,得到胚料的等温锻造制件,通过对得到等温锻造制件特性的分析,确定相应的工艺参数。

对于上述实施例公开的等温锻造工艺参数确定方法,领域内技术人员还可以理解的是,其可用于飞机上钛合金制件等温锻造工艺参数的确定,在用于对飞机上钛合金制件等温锻造工艺参数确定时,其中所说的胚料指钛合金胚料,为了控制钛合金制件的质量,其中设定不同的工艺参数,是指设定对钛合金制件质量控制有重要影响的等温锻造工艺参数,通过对模拟得到等温锻造钛合金制件的质量相关特性进行分析,确定相应的工艺参数,作为钛合金制件等温锻造的实际工艺参数,可快速的实现对等温锻造钛合金制件的有效质量控制,且该种控制方式为事前的控制,可极大的节约资源,避免浪费。

在一些可选的实施例中,,上述的等温锻造工艺参数确定方法中,所述构建等温锻造模具及其胚料的三维模型,具体为:

以CATIA构建等温锻造模具及其胚料的三维模型。

在一些可选的实施例中,上述的等温锻造工艺参数确定方法中,所述基于等温锻造模具及其胚料的三维模型,构建等温锻造模具及其胚料的有限元模型,具体为:

将等温锻造模具及其胚料的三维模型导入PATRAN,构建等温锻造模具及其胚料的有限元模型。

在一些可选的实施例中,上述的等温锻造工艺参数确定方法中,所述基于等温锻造模具及其胚料的有限元模型,模拟等温锻造过程中,假定:

等温度锻造模具为刚体,在等温锻造过程中不会发生变形;

等温锻造坯料内各成分均匀,各向同性无偏析;

等温锻造模具及其胚料处于等温状态,加热与散热保持动态的平衡。

在一些可选的实施例中,上述的等温锻造工艺参数确定方法中,所述设定不同的工艺参数,包括:

设定不同的等温锻造变形温度;

设定不同的等温锻造变形速率。

对于上述实施例公开的等温锻造工艺参数确定方法,领域内技术人员可以理解的是,等温锻造过程中,等温锻造变形温度对制件变形的均匀性具有重要影响,等位变形速率对制件组织分布的均匀性有重要影响,对制件的重量控制有重要意义,基于构建的等温锻造模具及其胚料的有限元模型,在不同的等温锻造变形温度、变形速率条件下,对等温锻造过程进行模拟,对得到等温锻造制件的相关特性进行分析,可得到利于对制件质量控制的等温锻造变形温度、等温锻造变形速率。

基于上述的等温锻造工艺参数确定方法,对飞机上钛合金制件等温锻造工艺参数进行确定,基于构建的等温锻造模具及其胚料的有限元模型,在不同的等温锻造变形温度、变形速率条件下,对等温锻造过程进行模拟,对得到等温锻造制件的相关特性进行分析,发现:

在一定范围内,升高等温锻造变形温度,可抑制温升效应,使变形更为均匀,得到的钛合金制件的成型较好,有利于对等温锻造钛合金制件的质量控制;

在一定范围内,降低等温锻造变形速率,可使得到的钛合金制件组织分布更加均匀,有利于对等温锻造钛合金制件的质量控制。

相关技术人员在应用本申请时,可根据对等温锻造钛合金制件质量控制的具体要求,以及分析得到等温锻造变形温度、等温锻造变形速率对等温锻造钛合金制件相关特性影响的具体实际,确定钣金制件等温锻造过程中的等温锻造变形温度、等温锻造变形速率。

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。

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案,领域内技术人员应该理解的是,本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式,在不偏离本申请的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

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