铝合金大型复杂薄壁壳体多道次旋压缺陷形成机理

铝合金大型复杂薄壁壳体旋压是多道次、多参数耦合作用下的复杂非线性过程,该过程中易出现反挤、鼓包、破裂等缺陷。采用实验和有限元模拟相结合的方法,分析这些缺陷的形成机理。结果表明,过大减薄率引起的旋轮前方金属隆起是导致反挤、鼓包、环状剥离及周向开裂的主因,过高的芯模转速会导致周向开裂和鳞状剥离等缺陷。提出了相应的缺陷防止措施,即采用24%以内的减薄率可以避免旋轮前方金属的严重隆起;限制芯模转速过高,以避免周向开裂和鳞状剥离等缺陷的发生。采用这些措施旋制出了合格的铝合金大型复杂薄壁壳体。     

大型复杂薄壁壳体多道次旋压过程中的壁厚变化

基于ABAQUS/Explicit和Standard建立的包含回弹与退火的大型复杂薄壁壳体多道次旋压全过程模拟模型,分析了该过程中壁厚的分布与变化及工艺参数对壁厚的影响规律。结果表明,壁厚减薄经历了剪切减薄和拉薄两个阶段,壁厚剧烈减薄部位位于旋轮后方的环带并向工件口部移动,而且其值逐渐减小;壁厚沿工件母线方向分布不均匀,沿周向分布较均匀;回弹对壁厚的分布影响不大。摩擦系数在一定范围内的增大,可以有效地抑制第一道次旋压过程中壁厚过度减薄的发生,使壁厚分布更均匀;而旋轮进给比对工件壁厚的影响与摩擦系数的作用相反。在后续道次旋压过程中,工件壁厚差随着摩擦系数的增大先减小后增大,随着旋轮进给比的增大逐渐减小。这些结果可为大型复杂薄壁壳体多道次旋压成形参数的确定和优化设计提供理论依据。     

大型复杂薄壁铝合金铸件的复合型铸造

以大型、薄壁、复杂铝合金铸件为实例,介绍复合铸型的制造和应用范例。     

2A12铝合金薄壁壳体强力旋压成形工艺

针对铝合金薄壁壳体旋压成形精度难控制以及热处理变形问题,采用强力旋压成形方法成形了2 A12铝合金薄壁壳体,研究了H112态和退火态的坯料对成形的影响,分析了减薄率、进给比对成形中扩径量的影响规律,以及进给比和坯料壁厚对成形表面质量的影响.试验结果表明:H112状态的2A12铝合金经过道次减薄率为42.5％的旋压后,内...     

大型复杂薄壁铝合金铸件的复合型铸造

以大型、薄壁、复杂铝合金铸件为对象，叙述了复合铸型的制造和应用范例。     

大型复杂薄壁铝合金铸件的复合型铸造

1复合铸型的制造1.1造型准备复合铸型最适用于大型复杂铸件的单件或小批量生产,一般采用手工造型。铸型面砂主体采用呋喃树脂砂,以适应大型复杂薄壁铸件对铸型强度、透气性、表面粗糙度的要求。造型前对成型冷铁等按工艺要求进行常规处理;对图案、铭文、标记等精细处用石膏、胶     

薄壁气瓶旋压成形工艺研究

研究了旋压主轴转速、进给比、吃刀量等工艺参数对旋压成形质量的影响,分析了实际旋压成形试验对薄壁高压气瓶旋压工艺相关参数变化影响规律,得到了薄壁气瓶旋压成形的工艺参数,对薄壁气瓶旋压成形具有指导意义。     

铝合金薄壁筒滚珠旋压成形分析

作为一种连续局部塑性成形工艺,滚珠旋压被应用于制造铝合金薄壁筒形件。介绍了滚珠旋压的基本原理,以塑性力学为基础,分析力学参数对旋压件成形性的影响。实验中通过采用LF2和LY12两种铝合金筒坯,获得金属材料的塑性和屈服强度对旋压件可旋性影响的一般规律。最后研究咬入角对金属材料稳定流动的影响,并通过实验获得了合理的咬入角值。     

薄壁复杂A201铝合金壳体铸件的试制

针对薄壁复杂A201合金壳体铸件的结构特点和合金铸造特性,采用低压砂型铸造工艺,借助计算机辅助设计了铸造工艺和芯盒。经过多次浇注试验和质量改进,最终研制出了一批符合技术要求的A201铝合金铸件。     

铝合金大型薄壁异型曲面旋压件的淬火变形规律

为了提高铝合金薄壁件的制造精度,对铝合金大型薄壁异型曲面旋压件的淬火变形规律进行了研究.基于ABAQUS软件平台建立了构件淬火过程有限元模型,获得了其淬火变形特征,以及固溶温度、淬火介质温度、淬火浸液方向和浸液速度对构件淬火变形的影响.结果表明:淬火后,构件将发生整体收缩或膨胀变形,且大端面呈周期性的波浪形翘曲特征;降...     

薄壁铝合金封头旋压成形工艺研究

应用ANSYS软件对薄壁铝合金封头冷旋压成形过程进行了弹塑性有限元数值模拟.通过对球冠部分和翻边部分第1道次各阶段的应力应变分析,揭示了其成形时的塑性变形流动规律,并分析了几种主要工艺参数对成形质量的影响规律及失效问题产生的原因.研究结果表明：薄壁铝合金封头冷旋压成形的主要失效形式是翻边部分的外缘起皱,控制皱纹产生的有效方法是采用弯边措施增加外缘法兰的刚度、选择合适的第1道次倾角和采用较小的进给比.     

Finite element modeling of power spinning of thin-walled shell with hoop inner rib

A 3D elasto-plastic finite element（FE） model of power spinning of thin-walled aluminum alloy shell with hoop inner rib was established under software ABAQUS. Key technologies were dealt with reasonably. The reliability of the FE model was verified theoretically and experimentally. The forming process was simulated and studied. The distribution of the thickness and stress, and the variations of spinning force were obtained. The workpiece springback was analyzed with ABAQUS/Standard. The results show that the FE model considering elastic deformation can not only be used to analyze the workpiece springback in the complex spinning process, but also serve as a significant guide to study the local deformation mechanism and choose the reasonable parameters.     

基于正交优化的异型薄壁壳体强力旋压成形有限元分析

为了揭示工艺参数对异型薄壁壳体强力旋压成形过程的影响,采用正交试验优化设计方法安排模拟仿真方案,基于ABAQUS/Explict平台对不锈钢1Cr18Ni9Ti曲母线形件旋压成形过程进行了三维弹塑性有限元模拟研究。分析了旋轮进给比、旋轮圆角半径、旋轮安装角和旋轮与芯模之间的间隙对该成形过程壁厚差、切向拉应力和周向压应力的影响显著性次序以及影响规律,并获得了优化的工艺参数。结果表明,旋轮与坯料之间的间隙是决定工件壁厚均匀性的最重要因素;旋轮进给比和旋轮圆角半径分别对工件的起皱和拉裂倾向影响最显著。减小上述工艺参数的值均可使工件壁厚分布更均匀;随着进给比的增大,拉裂和起皱倾向逐渐减小;增大旋轮与坯料之间的间隙,起皱倾向增大,而拉裂倾向先增大后减小;旋轮圆角半径增大,拉裂和起皱倾向均增大;增大旋轮安装角,起皱倾向逐渐增大,拉裂倾向逐渐减小。     

薄壁筒形件多道次滚珠旋压成形机理研究

为研究多道次成形条件下薄壁筒形件滚珠旋压的成形机理,采用实验和有限元法相结合对薄壁筒形件多道次滚珠旋压的应力应变、旋压力和成形性进行了分析。结果表明:各道次下的等效应力和等效应变都是由旋压件的内表面向外表面逐渐增大,且随着旋压道次数的增加,等效应力和等效应变也都是逐渐增大;每道次的轴向旋压力随着滚珠行程的增加而增大,且各道次的旋压力也逐渐增大;多道次滚珠旋压时,由于采用较小的壁厚减薄量和材料的加工硬化,金属易于稳定流动,能够保证管坯的轴向伸长。因此,通过多道次滚珠旋压可实现大减薄量薄壁筒形件的旋压成形。     

内压对薄壁铝合金管材充液压弯过程的影响

采用实验和数值模拟研究5A02铝合金薄壁管材充液压弯成形过程中内压对缺陷的影响规律,分析内压对弯曲内侧起皱、截面畸变及壁厚分布的影响,获得壁厚变化规律;通过数值模拟给出的应力状态,揭示缺陷形成机制。结果表明:提高内压能降低轴向压应力的绝对值,减小失稳起皱趋势,当内压超过一个临界值时,皱纹完全消除。对于直径为63 mm、壁厚为1 mm的5A02-O铝合金管材,其内压临界值为2.8 MPa。充液有效地减小截面畸变程度,随内压的增大,截面畸变程度逐渐减小。弯曲后,壁厚最大减薄点位于弯曲外侧点,且随内压的增大,轴向和环向拉应力均呈增大趋势,弯曲外侧壁厚度减薄的趋势也增大。