大型带锥筒形件成形工艺研究

【摘要】本课题涉及的零件为带锥筒形件，其特点为：外形尺寸较大、壁薄，上下端筒体直径、高度都不相同，而且尺寸精度及性能要求高。一直以来均采用钢为原材料，利用机械切削加工的方式来生产制造，但材料利用率低、耗能高、生产成本高，不符合现代社会节能降耗的要求，也不适合批量化生产。针对上述问题，本文以7A04铝合金为原材料，采用等温精密塑性成形技术代替原工艺，对铝合金带锥筒形件等温挤压成形工艺进行了研究。本课题采用DEFORM-3D计算机数值模拟分析结合实验试制的研究方法，对初步拟定的预制坯，采用直接终挤成形工艺方案进行数值模拟，发现成形工件等效应变大，变形均匀性差，所需载荷较大，达到了1700t。通过对这一系列问题的研究分析，制定了分步成形工艺方案，最终确定工艺方案为：下料→预制坯→冲孔→空心坯料复合挤压成形，载荷从1700t降低到800t左右。并且模拟研究了不同预制坯、不同冲孔方式对零件成形的影响；最后对空心坯料复合挤压省力成形过程进行模拟优化，分析其金属流动规律、不同挤压速度和摩擦系数等工艺参数对挤压过程的影响，制定了合理的挤压工艺参数。根据数值模拟的研究结果，设计制造出挤压模具，并进行了带锥筒形件的挤压实验试制。实验结果表明：采用等温挤压分步成形的工艺方案合理可行，能有效降低成形载荷，整个成形过程金属流动均匀，零件充填效果好，尺寸精度及性能符合要求，而且材料利用率较传统工艺提高一倍，降低了生产成本，具有良好的经济效益，为此类大型带锥类零件的省力成形工艺提供了参考。
【作者】庞晋龙；
【导师】方敏；
【作者基本信息】中北大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】7A04铝合金；带锥筒形件；等温挤压；数值模拟；

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