高強(qiáng)度鋁合金機(jī)匣體多向精鍛工藝優(yōu)化.pdf

1、武器裝備輕量化是提高部隊(duì)快速反應(yīng)和戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)性的有效途徑。高強(qiáng)度鋁合金由于比重小、比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)成為實(shí)現(xiàn)武器裝備輕量化的首選金屬材料。因此，高強(qiáng)度鋁合金零件的成形工藝和加工技術(shù)具有重要的研究價(jià)值。
　　 本文首先概述了國內(nèi)外高強(qiáng)度鋁合金材料、精鍛工藝和有限元模擬技術(shù)的研究現(xiàn)狀，圍繞著系列化自動(dòng)步槍上的7A04高強(qiáng)度鋁合金機(jī)匣體的精鍛成形工藝展開研究，采用塑性成形理論、熱力耦合有限元分析和工藝試驗(yàn)相結(jié)合的方法，成功研發(fā)出機(jī)匣體類鍛件

2、的多向精鍛工藝。
　　 根據(jù)機(jī)匣體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定了多向精鍛工藝路線；采用DEFORM-3D有限元分析軟件對(duì)機(jī)匣體的多向精鍛過程進(jìn)行了一系列的熱力耦合數(shù)值模擬，模擬結(jié)果表明：基于變形功轉(zhuǎn)化為熱能的原理，充分利用多向精鍛高變形速率的優(yōu)點(diǎn)，可以有效降低鍛造過程中毛坯散失的熱量，改善7A04鋁合金的成形性能。根據(jù)熱力耦合有限元分析、結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件確定了多向精鍛工藝參數(shù)的最佳配置：始鍛溫度430℃、凸模擠壓速率30mm/s、模具溫度2

3、50℃?；诘冉孛嬖O(shè)計(jì)原則并考慮高強(qiáng)度鋁合金變形不均勻性的特點(diǎn)，對(duì)毛坯的尺寸和形狀進(jìn)行了優(yōu)化。設(shè)計(jì)了一種斜面和大圓角過渡的三臺(tái)階式預(yù)鍛件；以材料流動(dòng)行程最小為目標(biāo)，建立優(yōu)化函數(shù)G(Δ)，以此給出了不同截面變形方式的判據(jù)，并求得最優(yōu)解。
　　 在理論研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了Ⅰ型和Ⅲ型兩種機(jī)匣體多向精鍛工藝試驗(yàn)，得到了尺寸精確、表面光潔、色澤光亮的優(yōu)質(zhì)鍛件。工藝試驗(yàn)表明：采用多向精鍛工藝成形機(jī)匣體類零件可顯著提高材料利用率和生產(chǎn)效率；所