电辅助加热渐进成形温度的高精度预测及工艺参数优化

发布时间：2025-02-11 09:55

　　TC4钛合金材料具有耐腐蚀、耐热、比强度高、抗疲劳等优势,是航空制造业中主要的轻量化结构材料。但是TC4钛合金材料在常温下塑性性能较差,而采用传统的炉内加热成形钛合金存在成本高以及模具生产周期长的问题,亟需开展钛合金材料其它成形工艺研究。电辅助加热渐进成形同时具有渐进成形的快速无模成形和电加热的升温快、装置简单的特点,可以满足TC4钛合金材料高温成形和航空件个性化、小批量、快速制造的需求。当前关于电辅助加热渐进成形的技术研究集中于单点电加热方面,但该方式会造成温度梯度大和刀具拉弧等问题,而整体电加热渐进成形工艺虽然国内、外相关研究资料很少,能很好地克服上述缺陷。本文采用整体电辅助加热渐进成形的工艺方法,开展主要研究工作如下:(1)理论分析了电辅助加热渐进成形过程,基于电阻、电流、温度场和电加热原理研究了渐进成形加工时的温度工况;根据原理分析,提出了区别于单点电加热的整体电加热渐进成形装置的设计方案,包括刀具、夹具和夹持柄的结构设计,电源、电缆和红外线测温仪的选型等。(2)设计了整体电辅助加热渐进成形单因素试验方案,通过工艺试验分别研究了刀具直径、进给速度、垂直进给量和电流这4个工艺参数对...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1单点电加热渐进成形基本原理图

图1.1单点电加热渐进成形基本原理图使用电辅助加热方式进行渐进成形工艺可以克服许多其它加热方式的缺陷，例如热量、设备成本高、生产能耗大和温度可控性差的缺点，在航空制造业内具有以下优势和前（1）有效替代其它钛合金结构件热成形工艺，提高零件可成形性，降低生产成本。航金零件以双曲....

图1.2自阻电加热试验结果图

(a)试验装置(b)成形件图1.2自阻电加热试验结果图整体电辅助加热渐进成形是利用两端金属压板作为电极，直接连接电源的正、负极构成回使板料整体温度提升。相关学者利用该方法在铝合金和镁合金材料上进行试验，并与单点热的成形效果进行对比。2013年，Van等人[16]在A....

图1.3整体电加热成形区域测温图

(a)试验装置(b)成形件图1.2自阻电加热试验结果图电辅助加热渐进成形是利用两端金属压板作为电极，直接连接电源的正、负料整体温度提升。相关学者利用该方法在铝合金和镁合金材料上进行试验，成形效果进行对比。2013年，Van等人[16]在AA5055铝合金和AZ3....

图1.5交流电辅助加热渐进成图

图1.4双点渐进成形成形图传统的自阻电加热渐进成形工艺中所用的电流都是低电压、大电流的直流电源，当需要达到较高成形温度时，往往都需要定制相关电源，成本高昂。2016年，Najafabady等人[22]使用交流电代替直流电进行自阻电加热渐进成型试验，如图1.5所示。结....

本文编号：4033096