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文檔簡介
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(jié)構(gòu)件,外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜,傳統(tǒng)通過機械切削加工工藝生產(chǎn),材料利用率和生產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(jù)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(shù)范圍。
建立模型并使用DEFORM-3D對不同成形方案進行數(shù)值模擬,分析各方案的金屬流動規(guī)律發(fā)現(xiàn),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(chǎn)生折疊缺陷;方案二避免了折疊缺陷的產(chǎn)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(shè)備載荷在40t以下,確定
3、為本文零件擠壓方案。
根據(jù)確定擠壓方案,模擬不同工藝參數(shù),包括擠壓溫度、擠壓速度、摩擦系數(shù)下等溫擠壓工件成形過程。結(jié)果表明:在擠壓溫度455~515℃內(nèi)擠壓,隨著溫度的提升,工件等效應(yīng)變更加均勻且逐步降低,等效應(yīng)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(nèi)擠壓,隨著速度的降低,零件底座枝芽內(nèi)金屬流動速度梯度越小越均勻,轉(zhuǎn)角成形時的變形阻力越小,等效應(yīng)力降幅達4MPa,凸模峰
4、值載荷也相應(yīng)降低;在摩擦系數(shù)0.2~0.6內(nèi)擠壓,隨著系數(shù)的降低,工件等效應(yīng)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(jù)模擬結(jié)果,確定擠壓溫度為500℃,擠壓速度6mm/s,并選取適當?shù)臐櫥瑒┮钥刂颇Σ料禂?shù)在0.4以下。
針對方案模具缺陷進行預(yù)測分析,提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,通過數(shù)值模擬成形結(jié)果,并對模具進行成形過程應(yīng)力分析,確定工件底座上下轉(zhuǎn)角分別設(shè)置為1.5mm和4mm。根據(jù)模具優(yōu)化方案,完成等溫擠壓工藝的
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