【作 者】陳大勇;徐勇;張士宏;程明;宋鴻武;鄧泉水;黃新越;王晟誠

　　【引 言】

　　由于鋁合金具有比強(qiáng)度高、塑性好、耐蝕以及方便回收等優(yōu)點(diǎn)，采用鋁合金制備的 T 型管（三通管）在航空航天領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用，如飛機(jī)導(dǎo)管中的 T 型管 [1] 對于提高管路系統(tǒng)的柔性具有重要作用 [2]。

　　關(guān)于 T 型管加工，現(xiàn)有的主要成形方式有以下 5 種：（1）機(jī)械加工。存在材料損耗大、表面質(zhì)量差、成本高和效率等問題 [2] ；（2）半管沖壓然后焊接是較為常用的成形方式，適用性強(qiáng)、成形效率高 [3–4]，但是沖壓環(huán)節(jié)容易起皺和破裂，焊接引入焊縫，零件重量和尺寸精度難以保證；（3）擠壓工藝，采用此種工藝加工的產(chǎn)品通常具有承受高壓、表面質(zhì)量要求高等特點(diǎn) [5]，但是該方法難以適用于鋁合金薄壁 T 型管的成形；（4）內(nèi)高壓成形，此加工方式通入液態(tài)介質(zhì)產(chǎn)生高壓，并在軸向進(jìn)給補(bǔ)料，使管材產(chǎn)生塑性變形，最終切料獲得 T 型管，該方式具有柔性、成本低、表面質(zhì)量好等優(yōu)勢 [2，6]，但是也存在直管端部容易增厚以及加載路徑優(yōu)化較為復(fù)雜等問題 [7–8] ；（5）電磁成形，此方式可以有效降低零件的回彈和破裂等缺陷，可以滿足飛機(jī)設(shè)計、制造及維修等對零件疲勞壽命的要求 [9]。

　　未來飛機(jī)等飛行器的相關(guān)零部件發(fā)展趨勢由多品種、小批量向批量化、低成本成形方向發(fā)展，在這樣的背景下，針對 T 型管，有必要開發(fā)相應(yīng)的高效、低成本加工方式，其中支管拉拔是一種可行的方式 [10–11]。這種方法雖然具有支管減薄、翻孔高度有限等問題，但是優(yōu)點(diǎn)也較為明顯：加工效率高，相較于液壓成形等方式，可有效避免管材端部增厚，并且兩側(cè)不用切邊，工藝流程相對較短。通常，這種工藝更多應(yīng)用于大型管道的支管成形中，對于小型、薄壁三通管成形，由于空間的限制，對工藝和模具的設(shè)計提出更高的要求 [12]。

　　另外，支管翻邊成形工藝需要預(yù)先在管坯上預(yù)制孔，預(yù)開孔結(jié)構(gòu)及尺寸對于整個成形至關(guān)重要，因此本文對 6061 鋁合金 T 型管的翻邊成形工藝及模具進(jìn)行設(shè)計，并開展相應(yīng)的有限元模擬和試驗(yàn)研究，探討提高支管有效高度、降低破裂等缺陷的方法，旨在探索航空用鋁合金 T 型管的高效短流程加工工藝。

　　【結(jié) 論】

　　（1）不同的拉拔頭結(jié)構(gòu)形式對最終支管端部最大壁厚減薄率影響較小，但是會改變不同成形階段拉拔頭與變形區(qū)的接觸關(guān)系，錐形和內(nèi)凹錐形拉拔頭會增加成形初期支管與直管相冠區(qū)域的塑性變形。

　　（2）模擬結(jié)果表明，隨著支管高度的增加，也即初始預(yù)開孔尺寸的減小，支管端部的壁厚減薄更加嚴(yán)重，當(dāng)支管高度為 3mm 時，對應(yīng)壁厚減薄率約為 33.6%。

　?。?）采用所設(shè)計的球冠型拉拔頭可以實(shí)現(xiàn)支管高度為 3mm 的 6061鋁合金 T 型管的高效、低成本成形。

　　以下是正文：