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5A06铝合金框形件拉深成形过程研究

胡晓  
【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。


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