從前,我國航空機輪的輪轂、輪緣制造主要采用鑄鎂工藝技術。由于鎂合金強度低,易腐蝕,使用壽命短,也不能滿足現代飛機制造要求。因此,采用鋁合金鍛件代替鎂鑄件制造機輪已成為發展趨勢。
而鋁輪緣生產中也存在一個問題,就是當圓環切開成一對半環時,弦向尺寸發生很大的變化,特別是某型機主輪LS108-102輪緣,切開后收縮變形量高達6-9mm。變形量大大超過技術要求,使工件報廢量大,嚴重影響生產進度并造成了很大的經濟損失。
經過深入研究后發現,鋁輪緣切口變形主要原因是零件內存在較大的殘余應力。當零件整體剖切為兩半時,內應力釋放并重新分布,導致零件收縮變形。殘余內應力越大,越不穩定,切口變形越嚴重。
針對鋁輪緣切口變形問題,生產商也采取過一些措施,比如熱時效消除應力,雖然能收到一定效果,但切口變形問題仍時有發生,數量或多或少,問題沒有得到根本解決。
技術人員再次深入調查研究,提出采用振動時效工藝技術消除鍛件內部殘余應力。下文就是振動時效試驗方案。
技術要求
1. LS108-102輪緣振動時效在粗車外圓后進行。
2. 輪緣在切口后,振動時效零件的尺寸精度應符合工件尺寸要求。
振動時效工藝方案
振動時效設備
選用聚航科技生產的JH-700A智能頻譜交流振動時效設備,激振力為60%,激振頻率為6700r/min,激振時間5-10min。在執行中,由振動時效裝置自動檢測、調整和控制。
振動平臺
振動平臺選擇原則是其剛性應大于零件的剛性。我們選用了尺寸為1500mm*2000mm*150mm的鑄鐵平臺。
零件裝夾
由于工件尺寸較。ㄍ庑纬叽Φ584mm*Φ470mm*105mm),激振器無法直接固定在工件上,需將兩件裝夾在振動平臺上。為了獲得較大的動態響應,零件應緊固在共振區域并使之部分懸空。本試驗每次處理三個零件。
振動時效效果評定
按照JB/T5296標準,依據掃頻曲線對振動時效進行直觀判定。加工至成品后檢查尺寸,并用渦流探傷儀探傷。
結果與討論
用振動時效設備通過第一次掃頻(1000-8000r/min),找到鋁合金零件的固有頻率(w=2πn);然后進入時效處理,自動在亞共振區激振一段時間;再進行第二次掃頻,最后自動打印參數和曲線。曲線判別方法是;若第二次掃頻曲線的固有頻率左移,或振幅升高,或頻帶變窄,出現其中之一的現象,則判定為達到振動時效工藝效果。從第二次掃頻曲線圖來看,已具備前兩個特征,說明振動時效對LS108-102輪緣是適用的,能夠達到預期的充分時效的目的。
輪緣在切口后,對50件、25付工件進行逐件測量,證明切成對偶件后,尺寸均在479.4±0.1mm范圍內,達到了技術要求。經理化室渦流探傷,未見損傷?梢娬駝訒r效處理對LS108-102輪緣切口變形起到了改善作用,能夠使零件尺寸精度保持在*佳的穩定狀態,且不會給零件帶來損傷。