T8状态铝锂合金型材冷拉弯成形技术研究

发布时间：2017-12-05 15:24

  本文关键词：T8状态铝锂合金型材冷拉弯成形技术研究

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【摘要】：第三代新型铝锂合金2099和2196在航空航天领域具有广阔的应用前景。拟采用T8状态的2099和2196铝锂合金挤压型材制造飞机框缘零件。为保证弯曲框缘零件制造精度,数控冷拉弯成形被用于新型铝锂合金型材加工。尽管如此,低密度,高比强度,高损伤容限和高刚度等优异性能的铝锂合金具有冷加工困难的特点,因此,研究T8状态铝锂合金型材冷拉弯成形技术,保障新机型研制进度,具有重要意义。本文通过理论分析和试验研究的方法,建立了位移控制拉弯成形过程力学模型、型材拉弯回弹预测模型；在此基础上,建立了模具回弹补偿算法,结合试验结果进行模具修正。此外,针对数控拉弯成形工艺,建立了T8态铝锂合金型材拉弯成形工艺流程,并进行数控成形轨迹算法和轨迹修正研究。最后,试验验证理论算法的有效性,并研究不同工艺参数对成形质量的影响,优化铝锂合金成形工艺,最终实现T8态铝锂合金型材拉弯成形工艺。首先,总结了铝锂合金和型材拉弯成形的国内外研究发展现状。介绍了2196和2099铝锂合金型材的机械性能特点。基于拉弯成形过程力学建模基本公式和原理,建立了位移控制模式和力控制模式应力应变的计算模型,并分析计算了预拉力、预拉伸量和补拉力、补拉伸量对回弹的影响规律。其次,分析了三种拉弯成形模具回弹补偿修正方法,及拉弯工艺数模设计方法和基于工艺数模进行拉弯模具设计的方法,并采用基于曲率半径分段回弹修正方法,进行了模具回弹补偿设计。针对数控拉弯的工作原理、操作流程、控制参数设置方式和拉弯成形工作过程,建立了圆模具夹头轨迹计算方程,以及为了控制拉弯成形过程轴向力,建立了拉伸缸长度调整量计算公式,奠定了T8态铝锂合金型材拉弯成形力学基础。最后,铝锂合金冷拉弯成形试验研究方法、试验过程、工艺参数对回弹的影响规律及模具回弹补偿后的成形效果。从试验角度验证了前述建立的拉弯成形回弹计算模型和拉弯模具回弹补偿修正技术。结果表明：2196-T8511和2099-T83铝锂合金Z和T型材冷拉弯成形零件一致性好,T8状态铝锂合金可以用于冷拉弯成形。Z和T型材拉弯成形零件在自由状态与样板间隙经后续的机床参数调整,可以达到0.5mmm的质量要求,证实了拉弯成形回弹理论计算与模具回弹修正算法是有效和可靠的,最终实现了T8态2196和2099铝锂合金型材冷拉弯精确成形。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V261

【参考文献】

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本文编号：1255292