大径厚比薄壁封头多约束旋压成形方法

发布时间：2019-09-29 20:49

【摘要】：大型薄壁封头具有大径厚比、弱刚性的特点,利用传统旋压加工方法易出现起皱等失稳现象。依据中心约束旋压法的成形缺陷,从能量法及金属塑性变形理论方面提出了多约束旋压新工艺方案,分析表明:多约束多道次配合作用能够增加工件成形的约束能,有效抑制法兰外缘起皱现象,成形件径厚比大,表面光洁度良好。通过逆行工程软件Poly Works进行模型重构,得到实际加工样件母线方向的壁厚数据,其壁厚分布规律表现为两端欠减薄,中间部分过减薄,旋压终端由于约束作用,壁厚增厚明显。正负壁厚偏差比稳定在15%以内,壁厚均匀性良好。
【图文】：

辅助旋压成形薄壁铝合金封头零件的工艺方法，研究表明该方法可以减少旋压道次，使成形件不发生起皱缺陷，，提高生产效率和构件的成形质量。KlernerM等［4］通过仿真分析得出非线性有限元模型的应力应变变化和起皱皱纹随时间的演变过程，该研究可以用来解释起皱失稳，并为工艺优化提供依据。根据目前国内外大型薄壁封头旋压成形失稳现状，并结合国家重点基础研发发展计划(973计划)的研究内容要求，本文提出了大径厚比薄壁封头整体旋压成形的多约束旋压新工艺方案。1大型薄壁封头旋压成形概况1.1有芯模封头旋压图1为封头有芯模旋压示意图，采用中心夹持约束方式。旋压过程中，中心圆弧段采用一道次成形，在小圆角过渡及直边处采用多道次逐渐贴模成形。过渡部位弯曲半径越小，所需要的旋压道次越多［5］。这种旋压工艺是薄壁封头整体成形最常见的方式。目前，国内有芯模封头旋压加工只能成形最大直径为Ф2m、径厚比小于300的封头件。进一步增大加工直径，封头成形件将会出现开裂、起皱等失稳现象，严重影响其加工精度。图1有芯模旋压示意图Fig.1Schematicdiagramofspinningwithmandrel图2为不同程度的起皱失稳。使用中心约束方式旋压大径厚比超壁厚封头时，板坯外缘宽度随着旋轮推进而逐步减小，板坯外缘法兰的刚度也随之减少，当旋压进行到一定阶段时，板坯法兰外缘出现明显的起皱现象，随着起皱程度的不断加剧，凸起的皱褶会干涉和阻碍旋轮的进给，旋压过程发生剧烈振动，产生较大噪声，导致加工难以进行。图2不同程度的起皱失稳(a)轻度起皱(b)重度起皱Fig.2Wrinklinginstabilitywithdifferentdegrees(a)Mildwrinkling(b)Severewrinkling1.2无芯模封头旋压当封头直径大于Ф4000mm时，工业上常使用无芯模封头

沸

本文编号：2544132