航空发动机冷气导管成形工艺研究.pdf

1、冷气导管作为大推重比航空燃气涡轮发动机的重要部件，主要用于发动机导向叶片冷却及调节叶片腔内的温度场，是包括气流沿导管轴向流出及通过管壁上的小孔流向叶片内腔的薄壁零件，其管端翻边等工艺已成为该部件制造的瓶颈。目前，国外航空发动机先进制造公司对该部件实行制造技术保密。因此，开展其相关成形工艺的研究具有重要意义。
　　本文以某型航空燃气涡轮发动机冷气导管零件为研究对象，通过分析其成形工艺特点和生产制造现状，在综合讨论实际生产中遇到的问题

2、和现有技术手段的基础上提出了本文的研究内容和关键技术问题。首先，依据冷气导管外形特征进行了冷气导管预成形毛坯设计及其毛料优化，并以此为基础利用卷制方法得到了冷气导管预成形毛坯，同时以正交试验方式对冷气导管毛坯材料0.2mm厚Inconel625镍基高温合金薄板的脉冲激光焊接工艺展开了研究，获得了符合强度要求的优化焊接工艺参数组合，然后以该组参数为基础、以获得的预成形毛坯为试验材料进行了冷气导管毛坯焊接试验，得到了可供后续成形试验使用的合

3、格毛坯。此外，采用有限元模拟分析和试验验证相结合的方式对冷气导管的翻边工艺展开了研究。首先依据塑性力学方法从理论上分析了冷气导管胀形法和冲压法翻边成形的可行性和影响因素，然后利用有限元分析软件Abaqus分别对胀形法和冲压法翻边成形过程进行了有限元仿真分析，主要研究不同工艺参数下翻边成形时的材料流动和变形过程，得到了压力、胀芯和轴向进给量对胀形法翻边以及管坯高度和摩擦系数对冲压法翻边的成形质量的影响规律，并提出了改善翻边过程中起皱及破裂

4、缺陷的有效方法。基于以上成形模拟研究结果进行了胀形和冲压法翻边试验，试验结果表明胀形翻边法因试验中成形压力不足容易出现起皱现象、冲压法翻边在油润滑条件下可得到合格翻边零件，试验结果与有限元模拟结论具有较高的一致性，对比分析认为冲压翻边法相较于胀形翻边方法具有模具简单、设备要求低及操作方便的优点。本文提出了基于冷气导管外形特征的预成形毛坯设计及其坯料展开优化方法；针对冷气导管预成形毛坯焊接要求，得出了合理的激光焊接工艺参数；采用冲压翻边法