5A06鋁合金錐形件充液拉深研究.pdf

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

2、設計了大端直徑為94mm，錐高為50mm，錐角分別為5°、10°、15°和20°的錐形件凸模，重點研究了錐角變化對錐形件成形性及成形極限的影響。
　　通過錐形件拉深成形的徑向應力分析，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力的計算公式，經(jīng)過分析可知，錐角越大臨界徑向拉應力越大，要想得到較大的拉深比是很困難的。通過比較發(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。
　　通過以ETA/Dynaform前后處理程序及LS/Dyna求解器的模擬軟件進行數(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提出了液壓加載轉(zhuǎn)折點的重要成形參數(shù)。經(jīng)過數(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價指標給出了各錐角下的最優(yōu)液壓加載曲線。對成形過程中出現(xiàn)的破裂與起皺缺陷進行了深入的分析，并根據(jù)其出現(xiàn)的原因給出了抑制措施。分析了錐角變化對錐形件充

4、液拉深壁厚分布、應變分布、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，錐角對其成形性的影響越來越明顯，20°錐角時，其成形性急劇惡化。進一步給出了最高液室壓力對錐形件壁厚分布的影響，最高液室壓力較低時，提高液室壓力可顯著降低坯料減薄率，然而當最高液室壓力增大到一定值時，這種壁厚減薄改善效果并不明顯。
　　進行了錐形件充液拉深實驗研究，并與數(shù)值模擬結(jié)果進行了對比分析，結(jié)果吻合很好。成功成形出了最高拉深比（坯料