板材磁脉冲翻孔成形与变形规律研究

发布时间：2020-05-28 16:40

【摘要】：铝合金及铜合金板材翻孔成形工艺在航天领域有广泛的应用。用于在箱体零件上加工出翻边孔,利于箱体与各种管路之间的焊接作业,提高焊接质量和强度。然而采用常规工艺加工翻边孔,需要大吨位压力机和复杂的模具,并且为了降低变形抗力,各道次工序之间需要对工件进行热处理,生产效率低、成本高。使用电磁脉冲成形工艺加工翻边孔具有模具结构简洁的优势,并可显著提高成形精度、加快生产效率,该技术适用于批量较小的航空、航天零部件生产,因此对电磁脉冲翻边工艺的研究具有重要意义。本文利用有限元数值模拟技术分析板材翻孔变形规律及工艺参数对成形效果的影响,基于优化的工艺参数,开展5A06铝合金板、QCr0.8铜合金板和LY19铝合金板电磁脉冲翻孔试验,讨论了圆孔和三角孔磁脉冲翻边的线圈、工装设计,对试验中遇到的问题作出了分析和解决。通过5A06铝合金和QCr0.8铜合金板材圆孔磁脉冲翻边工艺试验,发现在达到工件贴模电压之前,电压越大,圆角处翻边越高,厚度减薄也越严重。对于变形区较大板材翻孔可通过多次脉冲放电校形提高贴模性,确定了5A06铝合金和QCr0.8铜合金磁脉冲翻孔的最佳工艺参数。通过LY19铝合金三角孔磁脉冲翻边工艺试验,发现坯料圆角处翻边类似圆孔翻边,越靠近孔外缘处金属的周向拉伸越大,径向(成形结束后工件的高度方向)压缩越大,厚度方向的减薄越严重,圆角部位高度较直边略低,圆角越大厚度减薄越严重,且直边部分靠近圆角处的金属会向圆角处轻微流动。用二硫化钼做润滑剂,可降低孔边缘破裂的风险,同时也能缓解减薄现象。
【图文】：

冲压方式,翻边,冲孔

图 1-1 普通冲压方式冲孔、翻边[2]形提高材料成形性研究与 Daehn[6]用电液成形的方法将无间隙原子铁(同时测量出断裂区附近的工程平面应变大约为 1而 IF 的准静态成形应变大概为 30%-40%。他1-T4 铝失效点附近观察到很大的塑性变形，应变下为 20%；同时对于无氧高导电性铜进行了同样变达到 100%，准静态下为 30%。Seth 等人[7]用成形情况下钢板冲击失效时的工程平面应变为有 10%。Golovashchenko 等人[6]对比了几种材料形速率的依赖，他们观察到开放模具的电液成形（部变形提高 40%-90%。他们同时观察到通过电磁到 V 型模具中时，材料表现出更高的应变极限准静态为 25%。Imbert 等人[7]研究了 AA5754 板）与锥形模具（112°顶角）中成形，并且观察到高

极限翻边系数,铝锂合金,磁脉冲,管端

图 1-2 铝锂合金磁脉冲管端翻边极限翻边系数对比[9]成形理论研究成形是高速成形中最重要的方法之一。磁脉冲成形是利、强脉冲电流，任何导电性工件在电磁力的作用发生变驱动导体的作用下发生变形。电磁成形系统由电容、导件（管件、板材等）等部分构成。板材磁脉冲成形如图的直流电为电容充电，依据楞次定律，放电时，强电流磁场，然后在工件内产生次级或感应电流，板材在电磁
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG52

【参考文献】