7075鋁合金瞄準鏡座熱塑性成形數值模擬及成形工藝研究.pdf

1、本文以7075鋁合金瞄準鏡座為研究對象，該零件是非軸對稱的筒形枝芽類結構件，外形結構復雜，傳統(tǒng)通過機械切削加工工藝生產，材料利用率和生產效率低，機械性能也由于機加工破壞了金屬流線而受到影響，因此需要改善該零件的制造工藝。本文采用熱塑性成形為該零件成形工藝，并對其工藝進行研究和優(yōu)化，并進行了實驗試制。
　　研究零件的外形結構特點并進行成形工藝分析，確定使用等溫模擠壓成形零件，初步擬定了一步擠壓成形，分布擠壓成形和一步徑向擠壓成形三種

2、擠壓成形方案，并根據零件材料的高溫流變行為特點確定了擠壓成形溫度、擠壓速度、摩擦條件等工藝參數范圍。
　　建立模型并使用DEFORM-3D對不同成形方案進行數值模擬，分析各方案的金屬流動規(guī)律發(fā)現，方案一中零件的筋部枝芽上端由于較大的金屬流動速度差值，產生折疊缺陷;方案二避免了折疊缺陷的產生，但是桶壁厚度不易控制，脫模困難且工序繁瑣;方案三擠壓的零件需要機加工鏜孔，但成形過程金屬流動均勻，成形性好且無缺陷，設備載荷在40t以下，確定

3、為本文零件擠壓方案。
　　根據確定擠壓方案，模擬不同工藝參數，包括擠壓溫度、擠壓速度、摩擦系數下等溫擠壓工件成形過程。結果表明:在擠壓溫度455～515℃內擠壓，隨著溫度的提升，工件等效應變更加均勻且逐步降低，等效應力的分布也有同樣的趨勢，515℃較455℃的凸模峰值載荷降低7t左右;在擠壓速度2～10mm/s內擠壓，隨著速度的降低，零件底座枝芽內金屬流動速度梯度越小越均勻，轉角成形時的變形阻力越小，等效應力降幅達4MPa，凸模峰

4、值載荷也相應降低;在摩擦系數0.2～0.6內擠壓，隨著系數的降低，工件等效應力降低且均勻，工件表面剪切變形降低，凸模峰值載荷降低7t左右。根據模擬結果，確定擠壓溫度為500℃，擠壓速度6mm/s，并選取適當的潤滑劑以控制摩擦系數在0.4以下。
　　針對方案模具缺陷進行預測分析，提出結構優(yōu)化方案，通過數值模擬成形結果，并對模具進行成形過程應力分析，確定工件底座上下轉角分別設置為1.5mm和4mm。根據模具優(yōu)化方案，完成等溫擠壓工藝的