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      鈦合金六角頭螺栓的頭部成形原理和變形特點

      2021-07-22 09:40:54

      當今航空市場急速發展,對緊固件的需求日益增加。鈦合金緊固件由于強度高、質量輕、與復合材料電位匹配和防腐等性能,在國內外飛機上得到了大量應用。特別是Ti-6Al-4V緊固件,是當今最重要的航空緊固件。

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      緊固件的頭部形狀多樣,有六角頭、十二角頭、花鍵頭、盤頭、以及沉頭等頭形,這些頭部形狀通常都采用鐓制成形。鈦加工件廠家即根據金屬塑性變形原理,利用專用模具鐓制毛坯材料來實現緊固件的成形。其主要優點是:(1)金屬的晶粒流線不被破壞,有利于保持金屬的金相組織,提高緊固件的各項強度,特別是提高緊固件抗動載荷的能力。(2)由于此方法成形使用專用模具,為此成形件的形狀、尺寸公差以及性能等一致性好,產品質量穩定。(3)能夠成形形狀復雜,很難用常規的機械加工工藝加工的形狀。(4)材料利用率高。(5)生產效率高,加工成本低。

      根據成形溫度的不同,鐓制成形分為冷成形和熱成形兩大類,冷成形是在常溫下即可實現的成形,要求材料在常溫下必須具有足夠的塑性。熱成形則需要將材料加熱到一定溫度,如航空航天緊固件用TC4材料,常溫下塑性很差,只能采用熱鐓技術。盡管緊固件相關標準中明文規定:螺栓的頭部不能采用切削加工成形。但實際生產中,除非一些形狀復雜的頭形,無法采用切削成形的,只能鐓制成型。大多數緊固件生產廠家仍采用自由鐓鍛和切削加工相結合的方式進行緊固件的頭部加工。為此,頭部模具鐓制成型作為緊固件加工的首道工序,對其研究顯得尤為重要。

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