筋板件等溫精密局部加載成形工藝研究.pdf

1、為適應(yīng)宇航、軍工等高端裝備制造業(yè)的輕量化要求,大量零件向著大型、精密、復(fù)雜截面等方向發(fā)展,輕合金材料的復(fù)雜筋板類構(gòu)件的應(yīng)用越來越廣泛。目前,對筋板件的加工仍以機(jī)械加工和精密鑄造為主,前者由于破壞了金屬的流線性,使得零件的機(jī)械性能大為降低,而精密鑄造的成形工藝存在微觀組織不均勻和顯微缺陷等問題,一般適用于性能要求不太高的場合。本文對某復(fù)雜筋板件,提出采用等溫局部加載成形工藝,利用理論分析和有限元仿真技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　基于DEFO

2、RM-3D有限元分析軟件,分別采用整體加載成形、預(yù)鍛+整體加載成形和預(yù)鍛+局部加載成形的加載方式對7075鋁合金筋板件進(jìn)行了數(shù)值模擬,主要分析了材料充填規(guī)律和載荷變化規(guī)律的影響。對比發(fā)現(xiàn),采用整體加載時成形噸位極大,達(dá)到50000kN以上,并在高筋和薄壁處產(chǎn)生了多處缺陷,不能滿足工況要求;在整體成形前增加預(yù)鍛工序,提高了材料的流動性,可一定程度降低成形載荷,改善成形缺陷,但所需的設(shè)備噸位仍在27000kN左右,并在高筋處產(chǎn)生了折疊等缺陷

3、;采用預(yù)鍛+局部加載的加載方式可將成形載荷降低至5000kN左右,并基本避免了折疊、穿筋等成形缺陷的產(chǎn)生。
　　文中對局部加載成形中的成形溫度、加載速度、摩擦因子的選擇等關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行了分析。坯料及模具的成形溫度選擇在450℃,成形載荷較小,鍛件機(jī)械性能良好。隨著加載速度的增加,坯料的整體溫度不斷上升。但加載速度過快,會導(dǎo)致部分先變形區(qū)發(fā)生過燒現(xiàn)象,綜合考慮,加載速度選擇為0.5mm/s。摩擦因子對局部加載成形的效果無明顯的影響

4、。通過選擇特定點(diǎn)跟蹤的方法,比較不同工藝下的材料充填規(guī)律及變形均勻性,采用局部-整體加載的成形工藝,可使得各變形區(qū)的材料充填高度差減小,并獲得變形更均勻、端面更平整的鍛件。并就合理的分模面位置、加載道次對金屬流線的影響進(jìn)行了分析。為筋板件成形的深入研究提供了參考。
　　鋁合金筋板件在成形中的變形抗力較大,成形仍有部分缺陷,本文探索采用ZK60鎂合金作為筋板件材料進(jìn)行研究。通過高溫壓縮試驗,得到ZK60的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,分析變形條件