【摘 要】
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随着全球军事现代化的推进,组建强大的空中打击力量是我国国防的基本要求,航空炸弹是空军的主要地面武器之一。航弹弹体是航弹基本构成中最重要的构件之一,其加工质量、生产效率和制造成本对空防建设影响重大。旋压加工工艺可以使材料的塑性变形性能得到充分施展,并且能够提高原材料利用率,增强零件强度和刚度,减少加工工序,因此被广泛应用于回转体、高精度的零件的生产制造。本文针对航弹弹体的制造问题设计了一种新型旋压工
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随着全球军事现代化的推进,组建强大的空中打击力量是我国国防的基本要求,航空炸弹是空军的主要地面武器之一。航弹弹体是航弹基本构成中最重要的构件之一,其加工质量、生产效率和制造成本对空防建设影响重大。旋压加工工艺可以使材料的塑性变形性能得到充分施展,并且能够提高原材料利用率,增强零件强度和刚度,减少加工工序,因此被广泛应用于回转体、高精度的零件的生产制造。本文针对航弹弹体的制造问题设计了一种新型旋压工艺方案,并以其为研究对象,利用数值模拟和试验方法相结合,对弹体的制造加工工艺进行了详细研究。本课题针对重点弹体头部各尺寸要求及加工工艺难点,初步确定了弹体头部旋压工艺方案,并对在旋压过程中易产生的起皱隆起等成形缺陷进行了分析。通过热压缩实验获得35Cr Mn Si A钢在高温下的流变应力曲线;并根据实验数据,建立了基于Z参数的35Cr Mn Si A高强钢的高温流变本构方程。根据航弹弹体旋压工艺方案,应用有限元模拟软件ABAQUS重点对弹体头部第一步缩径旋压、第二步轴向旋压增厚成形和弹尾成形过程进行有限元分析。研究了坯料形状、温度、主轴转速、旋轮进给量和其他变量对弹体旋压成形的影响;得到了成形过程中应力应变分布和金属流动规律、壁厚增厚和成形力等情况。研究结果表明,弹体等壁厚管坯经第一步缩径旋压后,头部壁厚变化率最大可达0.58左右;第二步轴向旋压弹体头部初始形状在型面锥角为α=10°、变形温度1100℃、进给速度v=15mm s、主轴转速400 r/min时更符合金属流动规律,成形效果最佳。将弹体有限元模拟成形件与实际要求及试验件进行壁厚和外圆圆周半径对比后,发现壁厚变形量及弹体表面质量基本满足设计要求。本文制定的航弹弹体新型热旋压二步成形方案比较合理,从而解决了大型航弹成形加工方法难题,并为今后航弹弹体的实际生产提供了可靠的工艺指导。
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