5A06鋁合金錐形件充液拉深研究.pdf

1、隨著我國(guó)汽車工業(yè)及航空航天的發(fā)展，鋁鎂等輕質(zhì)合金復(fù)雜曲面類零件的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。然而，由于鋁合金材料塑性差，而且曲面類零件成形過(guò)程中存在較大的懸空區(qū)，因此成形過(guò)程中易出現(xiàn)起皺破裂缺陷，傳統(tǒng)的拉深技術(shù)很難成形。
　　充液拉深成形技術(shù)以其獨(dú)特的成形優(yōu)勢(shì)，能夠顯著提高此類零件的成形極限，特別適合于復(fù)雜曲面類零件的成形。本文以5A06鋁合金錐形件為研究對(duì)象，通過(guò)充液拉深數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究，分析了錐形件的成形機(jī)理及各成形參數(shù)對(duì)成形性的影響。

2、設(shè)計(jì)了大端直徑為94mm，錐高為50mm，錐角分別為5°、10°、15°和20°的錐形件凸模，重點(diǎn)研究了錐角變化對(duì)錐形件成形性及成形極限的影響。
　　通過(guò)錐形件拉深成形的徑向應(yīng)力分析，給出了傳統(tǒng)拉深與充液拉深兩種成形方式下錐形件臨界徑向拉應(yīng)力的計(jì)算公式，經(jīng)過(guò)分析可知，錐角越大臨界徑向拉應(yīng)力越大，要想得到較大的拉深比是很困難的。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，由于液室壓力的作用，充液拉深成形方式比傳統(tǒng)拉深成形方式的斷裂因子大很多，所以可以顯著提高材料

3、的成形極限。
　　通過(guò)以ETA/Dynaform前后處理程序及LS/Dyna求解器的模擬軟件進(jìn)行數(shù)值模擬研究，給出了錐形件充液拉深合理的液壓加載路徑，并根據(jù)其液壓加載曲線的特點(diǎn)提出了液壓加載轉(zhuǎn)折點(diǎn)的重要成形參數(shù)。經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬研究，得到了錐形件不同錐角下的液壓成形區(qū)域，并以最小減薄率為評(píng)價(jià)指標(biāo)給出了各錐角下的最優(yōu)液壓加載曲線。對(duì)成形過(guò)程中出現(xiàn)的破裂與起皺缺陷進(jìn)行了深入的分析，并根據(jù)其出現(xiàn)的原因給出了抑制措施。分析了錐角變化對(duì)錐形件充

4、液拉深壁厚分布、應(yīng)變分布、最高液室壓力成形范圍及成形極限的影響規(guī)律。結(jié)果表明：隨著錐角的增大，錐角對(duì)其成形性的影響越來(lái)越明顯，20°錐角時(shí)，其成形性急劇惡化。進(jìn)一步給出了最高液室壓力對(duì)錐形件壁厚分布的影響，最高液室壓力較低時(shí)，提高液室壓力可顯著降低坯料減薄率，然而當(dāng)最高液室壓力增大到一定值時(shí)，這種壁厚減薄改善效果并不明顯。
　　進(jìn)行了錐形件充液拉深實(shí)驗(yàn)研究，并與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果吻合很好。成功成形出了最高拉深比（坯料