5A06铝合金框形件拉深成形过程研究

发布时间：2017-07-07 12:02

  本文关键词：5A06铝合金框形件拉深成形过程研究

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【摘要】：近年来,随着航空航天事业的迅速发展,对于形状复杂的铝合金薄壁零件需求日益增大,特别是用作连接或者机身结构强化的框形件应用广泛。由于铝合金的塑性较低、成形性能较差,采用传统的拉深成形工艺成形难度较大。通过对坯料预先设置工艺切口,使得切口附近材料变形应力得到释放,利用拉深—翻孔复合成形,可以有效提高框形件的成形极限。本文以航空领域某框形零件的成形为背景,通过数值模拟和实验相结合的方法,对5A06铝合金框形件的成形过程进行研究,分析不同工艺参数对其成形的影响,以获得不同工艺参数下框形件的极限变形量。利用有限元模拟软件Dynaform5.9对5A06铝合金框形件成形过程进行了数值模拟研究,分析了坯料形状和尺寸、模具锥台顶部圆角、模具锥台锥角以及液室压力对框形件壁厚分布的影响,确定出坯料合理的开口形状和尺寸。分析不同工艺参数下框形件的应变分布规律,指出其缺陷形式及产生原因。为了进一步验证成形方法的可行性和坯料形状尺寸、模具结构参数及液室压力对5A06铝合金框形件成形的影响,对框形件的成形过程进行了实验研究。实验结果揭示了坯料开口直径、模具锥台顶部圆角、模具锥台锥角、液室压力以及成形道次对壁厚分布的影响规律,发现实验结果与数值模拟规律较为吻合。最后,总结了发生破裂的位置和裂纹方向,并获得了不同工艺参数下框形件的极限拉深深度。通过设计合理的坯料开口形状和尺寸、增大锥台顶部圆角和减小锥台锥角、中间退火多道次成形能有效提高框形件的成形极限。
【关键词】：框形件 数值模拟 工艺切口 成形极限 壁厚
【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】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 引言8
• 1.2 盒形件拉深成形研究现状8-10
• 1.3 拉深─翻孔复合成形10-12
• 1.4 充液拉深技术研究及应用现状12-16
• 1.4.1 充液拉深技术研究现状12-14
• 1.4.2 充液拉深技术应用现状14-16
• 1.5 课题研究的目的和意义16-18
• 1.6 本文主要研究工作18-19
• 第2章 试件与研究方案19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 5A06 铝合金板材力学性能测试19-22
• 2.2.1 拉伸试样尺寸及实验设备19-20
• 2.2.2 拉伸试验数据处理及材料力学性能参数20-22
• 2.3 框形件形状尺寸22-24
• 2.4 框形件拉深成形研究方案24-25
• 2.4.1 框形件成形工艺分析24-25
• 2.4.2 数值模拟方案25
• 2.4.3 实验研究方案25
• 2.5 框形件拉深成形重要参数分析25-27
• 2.5.1 锥台顶部圆角和锥角25-26
• 2.5.2 凸凹模间隙26
• 2.5.3 法兰区压边力26
• 2.5.4 预胀液压26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 框形件拉深过程数值模拟28-54
• 3.1 引言28
• 3.2 数值模拟及方案28-30
• 3.3 工艺参数对壁厚分布的影响30-44
• 3.3.1 坯料开口圆角半径对壁厚分布的影响31-33
• 3.3.2 坯料开口直径对壁厚分布的影响33-37
• 3.3.3 锥台顶部圆角对壁厚分布的影响37-39
• 3.3.4 锥台锥度对壁厚分布的影响39-41
• 3.3.5 液室压力对壁厚分布的影响41-44
• 3.4 框形件拉深成形应变分析44-51
• 3.4.1 坯料开口直径对应变分布的影响44-46
• 3.4.2 锥台顶部圆角对应变分布的影响46-48
• 3.4.3 锥台锥度对应变分布的影响48-49
• 3.4.4 液室压力对应变分布的影响49-51
• 3.5 框形件成形缺陷分析51-53
• 3.5.1 坯料开口圆角半径对成形缺陷的影响51-52
• 3.5.2 坯料开口直径对成形缺陷的影响52-53
• 3.6 本章小结53-54
• 第4章 框形件拉深成形实验研究54-79
• 4.1 引言54
• 4.2 拉深设备及模具54-57
• 4.2.1 实验设备54-55
• 4.2.2 实验模具55-57
• 4.3 实验方案57
• 4.4 框形件壁厚分布规律57-70
• 4.4.1 坯料开口直径对壁厚分布的影响58-63
• 4.4.2 锥台顶部圆角和锥台锥角对壁厚分布的影响63-65
• 4.4.4 液室压力对壁厚分布的影响65-70
• 4.5 框形件拉深应变测量结果70-74
• 4.5.1 框形件应变分布分析70-73
• 4.5.2 坯料开口直径对典型区应变分布的影响73-74
• 4.6 成形缺陷分析74-76
• 4.6.1 不同开口圆角半径下的缺陷形式分析74-75
• 4.6.2 不同开口直径下的缺陷形式分析75-76
• 4.7 工艺参数对成形极限的影响76-78
• 4.8 本章小结78-79
• 结论79-80
• 参考文献80-85
• 致谢85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 肖作义，左虹，张涛，李仕华;盒形件拉深毛坯合理轮廓线的确定[J];锻压机械;1995年06期

2 朱宇;万敏;周应科;;高温合金复杂薄壁零件多道次充液拉深技术[J];航空学报;2011年03期

3 余江鸿;胡成武;占奇锋;彭炎荣;;轴对称带孔板拉深-翻孔复合变形的实验研究[J];塑性工程学报;2010年06期

4 常志华;黄尚宇;姜奎华;;方盒形件冲压拉深比的物理概念及成形极限的计算[J];中国有色金属学报;1993年02期

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 记者 李琴;[N];中国船舶报;2013年

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本文编号：530074