铝镁合金双路径加载充液拉深成形的数值模拟

针对铝镁合金等低塑性板材的成形需要,提出了带主动径向加压的双路径加载充液拉深技术。应用数值模拟的方法,采用大型非线性动力显式分析软件ETA／Dynaform5．5,对5A06铝镁合金平底筒形件的双路径加载充液拉深成形过程进行研究,讨论液室压力变化对零件成形性的影响,以零件成形最终壁厚分布为评定标准,分析不同径向压力加载路径对成形质量的影响。模拟结果表明,采用合理的液室加载曲线,并配合20-45MPa的主动径向压力,可有效地提高铝镁合金平底简形件的成形极限,拉深比可达到3．1。     

径向压力辅助充液拉深锥形杯的工艺窗口图（英文）

起皱和破裂是锥形杯成形过程中的主要缺陷。径向压力辅助充液拉深是一步成形筒形件的板材液压成形技术。获得了径向压力辅助充液拉深Al1050-O、纯铜和DIN1623 St14钢板的工艺窗口图。该工艺窗口图可快速评估板材液压成形零件的可制造性。采用有限元方法对径向压力辅助充液拉深进行模拟,并研究压力路径和原始材料及其厚度的影响。通过实验对模拟结果进行验证。结果表明:对于初始厚度较薄和强度较高的板材,其成形性更好,最终产品的的厚度分布也更均匀。所得工艺窗口图可以预测在不同加载路径下合适的加工区间以及破裂或起皱的可能性。     

5A06铝合金板材热态快速气压胀形的变形形为(英文)

通过热态气压胀形实验测试5A06铝合金板材在不同温度、保压时间和气压下的成形性能。测量不同成形条件下(温度:325~500°C;压力2.5,4.0MPa;保压时间:8~120s)圆底杯形件的轮廓、圆角半径和壁厚分布,分析各因素对板材热态气压胀形行为的影响。结果表明:温度越高,压力越大,保压时间越长,板材贴靠模具程度越大。圆底杯形件圆角半径最小仅为2.0mm。最小壁厚值出现在圆角与底部过渡区域。在400~500°C温度范围内,提高气体压力可以缩短保压时间,实现板材的快速气压成形。     

车灯反射镜液压力作用区域与径向压力

针对不规则曲面板材零件成形需要,提出了凹模腔液压力作用区域和主动径向加压的充液拉深新技术。通过数值模拟方法,采用分析软件eta/DYNAFORM5.6和HYPERWORKS9.0相结合,对St16板材车灯反射镜零件液压力作用区域和主动径向加压充液拉深成形过程进行了研究。以零件成形最终壁厚分布和短轴最小宽度为评定标准,分析了不同液压力作用区域和主动径向压力加载路径对成形质量的影响。通过数值模拟证明了,在不同液压力作用区域和主动径向加压充液拉深过程中,成形件的最小厚度的变化趋势。研究表明,采用凹模圆角处向外偏置6mm的液压力作用区域,并配合1.3倍液压力的主动径向压力加载路径,获得的车灯反射镜最大减薄率为10.056%,零件质量好。     

液室压力加载路径对5A06铝合金锥形件充液拉深成形的影响北大核心CSCD

为提高5A06铝合金锥形件的拉深成形极限,采用数值模拟与实验相结合的方法进行了锥形件充液拉深成形的研究,分析了不同锥角的锥形件充液拉深变形过程中的缺陷形成机制及工艺参数的影响规律。锥形件成形的典型缺陷为悬空区起皱,分析了不同液室压力加载路径对锥角分别为5°、10°、15°及20°的5A06铝合金锥形件的典型缺陷的影响,获得了避免缺陷的加载路径以及不同锥角的锥形件的壁厚分布规律,实验确定了不同锥角的锥形件的拉深成形极限。结果表明:随着锥形件锥角的增大,锥面悬空区增大,充液拉深成形过程中的第1阶段液室压力加载路径的斜率减小,可避免为克服悬空区起皱而导致的破裂缺陷;锥角越大,锥形件壁厚减薄率越大,拉深成形极限越小。     

复杂半管零件的充液拉深成形工艺设计

针对当前复杂半管零件成形难、成形质量差的问题,采用充液拉深成形工艺解决复杂半管零件的成形难题。在采用正交试验以及数值模拟软件的基础上,根据对不同试验方案模拟结果的壁厚分析,得到了复杂半管零件充液拉深成形的最佳成形参数,即液室压力为15 MPa、凹模圆角半径为15 mm、凸模摩擦系数为0.1、凹模摩擦系数为0.1。建立了以抛物线形过渡工艺补偿面的凸模端口结构模型,确定了最优液室压力加载路径为PPB方式,并对5A02-O态铝合金板材充液拉深成形的复杂半管零件进行了工艺试验验证。结果表明,充液拉深成形工艺可有效地解决复杂半管零件的成形问题,成形出零件的最小壁厚为1.65 mm,满足工业要求。     

内齿杯形件复合拉深成形工艺研究

以内齿杯形件为研究对象,提出了一种复合拉深成形工艺。借助数值模拟方法,对一典型内齿杯形件成形过程中的应力及应变分布情况做了详细分析,找出成形过程中壁厚减薄严重的关键位置。此外,在伺服压力机上采用匀速运动模式对复合拉深成形工艺作了验证。结果表明,成形载荷发展趋势与模拟结果具有很好的一致性,复合拉深成形工艺对于内齿杯形件这类零件的成形行之有效。     

深盒形件液压拉深成形工艺研究

用DYNAFORM有限元仿真软件对深盒形件液压拉深成形过程进行了模拟,分析了压边力和液体压力对盒形件成形质量的影响。研究结果表明,合适的压边力和液体压力能控制盒形件拉深缺陷的发生,采用液压拉深盒形件可获得更好的壁厚分布。     

5A06铝合金板材超塑气胀成形壁厚均匀性研究及模具设计

采用正反吹气胀超塑成形的方法,利用MARC有限元分析研究5A06铝合金板材在不同反吹型面下成形件壁厚均匀性。结果表明,优化的反吹减薄变形使成形件壁厚分布均匀性大大改善,最薄处壁厚从单纯正吹胀形时的0.64 mm提高0.94mm。根据数值模拟的最优预成形反吹型面完成某型号卫星件(按比例缩小)的模具设计。     

滑块行程曲线对椭球形件复合成形的影响

分析金属塑性变形程度和应变速率的关系,研究滑块行程曲线对复合成形的影响规律并解决椭球形件成形中常出现的起皱现象和减薄率严重等问题。分别对采用传统的机械压力机和现代伺服压力机成形椭球形件进行有限元模拟分析,得到了不同滑块行程曲线作用下的成形椭球形件壁厚变化规律及起皱的影响。结果表明,相较于传统机械压力机拉深成形而言,应用伺服压力机保压式滑块行程曲线进行拉深成形时,椭球形件不产生内皱缺陷;应用伺服压力机的阶梯式滑块行程曲线拉深成形时,椭球形件的最大壁厚减薄率减小,壁厚分布更加均匀。