复杂盘饼类模锻件锻造变形量控制方法技术

本发明专利技术中公开了一种复杂盘饼类模锻件锻造变形量控制方法，通过在预制坯模型和终锻件模型上设置台阶结构，在锻件成型时，终锻件成型模具对应设置的台阶结构与预制坯模型上设置的台阶结构，在终锻件成型模具和预制坯之间在对应的台阶结构位置形成两个或两个以上的变形支点；通过在变形不足区域设置的多个变形支点，可大幅增加预制坯成型时变形量不足区域的变形量，从而在保证锻件成型过程中变形量的同时，可大幅减小锻件余块的设计量，减小锻件锻造成型所需的原料，降低锻造成本。

【技术实现步骤摘要】
复杂盘饼类模锻件锻造变形量控制方法
本专利技术涉及锻造工艺
，特别涉及一种复杂盘饼内模锻件锻造变形量控制方法。
技术介绍
为了满足航空航天受力零件的减重要求，近年来，航空航天盘饼类受力零件越来越多地被设计成复杂的整体零件。这类盘饼类整体零件不但外形复杂，而且其微观组织形貌和宏观力学性能的要求不亚于普通形状零件。为了保证复杂盘饼类整体零件在微观组织形貌和宏观力学性能上满足使用要求，在设计和锻造对应整体锻件过程中，尤其在锻造钛合金和高温合金复杂盘饼类锻件过程中，一般需要严格控制锻件中零件区域变形量的均匀性。目前针对这种复杂盘饼类锻件通常采用的是小余量设计原则，但是采用小余量设计原则锻造复杂盘饼类整体锻件时容易出现零件某些区域变形量不足，即锻件中零件某些区域的变形量较小或者某些区域为完全不变形区的问题。为了在锻造过程中，保证复杂盘饼类整体锻件中零件区域变形量的均匀性，一般采用在变形量不足区域增加变形空间来提升该区域的变形量，在实际生产过程中，通常把锻件变形量不足区域所对应的预制坯形状设计成大斜坡形状，如图2a和图5a所示，并且大幅度增加变形量不足区域的锻件尺寸，即在锻件上增加余块，如图2a和图5a所示。虽然，通过同时采用预制坯形状的大斜坡设计和在锻件上增加余块的方法，可在一定程度上增加变形量不足区域的变形空间，从而提高锻件中变形量不足区域的变形量，最终能够使复杂盘饼类整体锻件中零件区域变形量的均匀性满足生产要求，但是，采用上述方法会大幅度增加锻件的总重量，从而增加锻件的原料成本，造成原料的浪费，尤其是对于使用钛合金、高温合金原料的锻件，增加锻件尺寸必然大幅度增加锻件原料成本。因此，需要开发出一种在锻件中零件区域变形量的均匀性满足生产要求前提下能够大幅度减小锻件尺寸，即减小锻件中余块的锻件设计方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有复杂盘饼类模锻件锻造工艺中为保证锻件中零件区域的变形量，锻件余块的设计量较大的问题，提供一种复杂盘饼类模锻件锻造变形量控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：复杂盘饼类模锻件锻造变形量控制方法，包括：1)根据零件图设计锻造工艺的预制坯模型、终锻件模型和终锻件成型模具，对得到的预制坯模型和终锻件成型模具进行模拟成型分析，得到锻件成型各区域的变形量，确定锻件成型变形量不足区域；2)针对锻件成型变形量不足区域，在预制坯模型上设置一个或多个大斜坡结构，并在大斜坡结构上设置一个或多个台阶结构；3)对步骤2)中的预制坯模型和终锻件模型进行模拟成型分析，得到锻件成型各区域的变形量；4)根据锻件成型各区域变形量的值，调整预制坯模型上大斜坡、大斜坡上台阶结构的位置参数、尺寸参数；5)根据步骤4)中的预制坯模型和终锻件模型进行模拟成型分析，得到锻件成型各区域的变形量；6)重复步骤4)和5)，至锻件成型各区域的变形量满足要求，得到最终的预制坯模型和终锻件模型。上述技术方案中，进一步地，所述步骤2)中还包括有：针对锻件成型变形量不足区域，在终锻件模型上变形量不足区域的对应位置设置一个或多个台阶结构；所述步骤4)中还包括有：根据锻件成型各区域变形量的值，调整终锻件上台阶结构的位置参数、尺寸参数。上述技术方案中，进一步地，所述控制方法中采用deform软件进行锻件成型的模拟成型分析。上述技术方案中，进一步地，所述步骤1)中采用锻件工艺设计中的小余量设计原则设计得到终锻件模型。上述技术方案中，进一步地，所述步骤1)中采用锻件工艺设计中的容易成型和无需机械加工原则设计得到预制坯模型。上述技术方案中，进一步地，所述步骤2)中采用锻件工艺设计中的大斜坡设计原则在预制坯模型上设置大斜坡结构。本专利技术中还涉及一种复杂盘饼类模锻件锻造变形量控制结构，包括：在预制坯至少一端端面上设置的大斜坡结构，在预制坯的大斜坡结构上设置台阶结构；及在终锻件成型模具上对应于终锻件模型台阶结构位置处设置的台阶结构。上述技术方案中，进一步地，所述预制坯上的台阶结构、终锻件成型模具上的台阶结构设置于靠近锻件成型变形量不足区域。本专利技术所具有的有益效果：本专利技术通过在预制坯模型和终锻件模型上设置台阶结构，在锻件成型时，终锻件成型模具对应设置的台阶结构与预制坯模型上设置的台阶结构，在终锻件成型模具和预制坯之间在对应的台阶结构位置形成两个或两个以上的变形支点；通过在变形不足区域设置的多个变形支点，可大幅增加预制坯成型时变形量不足区域的变形量，从而在保证锻件成型过程中变形量的同时，可大幅减小锻件余块的设计量，减小锻件锻造成型所需的原料，降低锻造成本。附图说明图1a为实施例1和对比例1中盘状零件旋转截面示意图。图1b为实施例1和对比例1中根据容易成形和无需机械加工设计原则得到的盘状预制坯模型旋转截面示意图。图1c为实施例1和对比例1中根据最小余量设计原则得到的终锻件模型旋转截面示意图。图1d为实施例1和对比例1中锻件成型各区域变形量示意图。图2a为对比例1中采用现有常规设计方法得到的预制坯模型旋转截面示意图。图2b为对比例1中采用现有常规设计方法得到的终锻件模型旋转截面示意图。图2c为对比例1中采用现有常规设计方法的锻件成型各区域变形量示意图。图3a为实施例1中采用本专利技术方法得到的预制坯模型旋转截面示意图。图3b为实施例1中采用本专利技术方法得到的终锻件模型旋转截面示意图。图3c为实施例1中采用本专利技术方法的锻件成型各区域变形量示意图。图4a为实施例2和对比例2中盘状零件旋转截面示意图。图4b为实施例2和对比例2中根据容易成形和无需机械加工设计原则得到的盘状预制坯模型旋转截面示意图。图4c为实施例2和对比例2中根据最小余量设计原则得到的锻件模型旋转截面示意图。图4d为实施例2和对比例2中锻件成型各区域变形量示意图。图5a为对比例2中采用现有常规设计方法得到的预制坯模型旋转截面示意图。图5b为对比例2中采用现有常规设计方法得到的终锻件模型旋转截面示意图。图5c为对比例2中采用现有常规设计方法的锻件成型各区域变形量示意图。图6a为实施例2中采用本专利技术方法得到的预制坯模型旋转截面示意图。图6b为实施例2中采用本专利技术方法得到的终锻件模型旋转截面示意图。图6c为实施例2中采用本专利技术方法的锻件成型各区域变形量示意图。具体实施方式在模锻工艺中需要将原料锻造成零件的形状，通常是根据设定的模锻工艺参数，设计相应的预制坯模型、终锻件模型、预制坯成型模具以及终锻件成型模具，相应的设计过程通常为：1)根据零件图，采用CAD软件设计得到预制坯模型图和终锻件模型图，根据预制坯模型图和终锻件模型图设计预制坯成型模具图和终锻件成型模具图；2)将锻件原料(棒料)模型图、预制坯成型模具图和终锻件成型模具图导入到deform软件中，设定相应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.复杂盘饼类模锻件锻造变形量控制方法，其特征在于，包括：/n1)根据零件图设计锻造工艺的预制坯模型、终锻件模型和终锻件成型模具，对得到的预制坯模型和终锻件成型模具进行模拟成型分析，得到锻件成型各区域的变形量，确定锻件成型变形量不足区域；/n2)针对锻件成型变形量不足区域，在预制坯模型上设置一个或多个大斜坡结构，并在大斜坡结构上设置一个或多个台阶结构；/n3)对步骤2)中的预制坯模型和终锻件模型进行模拟成型分析，得到锻件成型各区域的变形量；/n4)根据锻件成型各区域变形量的值，调整预制坯模型上大斜坡、大斜坡上台阶结构的位置参数、尺寸参数；/n5)根据步骤4)中的预制坯模型和终锻件模型进行模拟成型分析，得到锻件成型各区域的变形量；/n6)重复步骤4)和5)，至锻件成型各区域的变形量满足要求，得到最终的预制坯模型和终锻件模型。/n

【技术特征摘要】
1.复杂盘饼类模锻件锻造变形量控制方法，其特征在于，包括：
1)根据零件图设计锻造工艺的预制坯模型、终锻件模型和终锻件成型模具，对得到的预制坯模型和终锻件成型模具进行模拟成型分析，得到锻件成型各区域的变形量，确定锻件成型变形量不足区域；
2)针对锻件成型变形量不足区域，在预制坯模型上设置一个或多个大斜坡结构，并在大斜坡结构上设置一个或多个台阶结构；
3)对步骤2)中的预制坯模型和终锻件模型进行模拟成型分析，得到锻件成型各区域的变形量；
4)根据锻件成型各区域变形量的值，调整预制坯模型上大斜坡、大斜坡上台阶结构的位置参数、尺寸参数；
5)根据步骤4)中的预制坯模型和终锻件模型进行模拟成型分析，得到锻件成型各区域的变形量；
6)重复步骤4)和5)，至锻件成型各区域的变形量满足要求，得到最终的预制坯模型和终锻件模型。


2.根据权利要求1所述的复杂盘饼类模锻件锻造变形量控制方法，其特征在于，所述步骤2)中还包括有：针对锻件成型变形量不足区域，在终锻件模型上变形量不足区域的对应位置设置一个或多个台阶结构；
所述步骤4)中还包括有：根据锻件成型各区域变形量的值，调整终锻件上台阶结构的位置参数、尺寸参数。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国标，单丽梅，王泽忠，李海荣，
申请(专利权)人：四川工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川;51