大型筒体对轮强力旋压成形特征与规律研究

目的 研究大直径薄壁筒体在对轮强力旋压过程中的应力–应变分布情况和材料流动特征,探明减薄率、进给比和主轴转速等工艺参数对成形结果的影响规律。方法 利用Forge仿真平台建立2.25 m级5052铝合金筒体对轮强力旋压的有限元模型,分析筒体成形过程中的应力–应变状态和主要工艺参数对成形精度与旋压成形力的影响规律。结果 在对轮旋压成形过程中,筒体内外侧应力–应变呈对称分布,成形区域内材料呈扇形流动。工艺参数对成形工件壁厚精度和旋压成形力的影响主次顺序为:减薄率＞进给比>主轴转速。结论 各工艺参数的增大均会降低工件的壁厚精度,减薄率和进给比的增大会引起旋压成形力增大,而主轴转速增大会使旋压成形力轻微减小。     

工艺参数对薄壁件多道次旋压变形均匀性的影响

目的研究成形工艺参数对薄壁件多道次旋压变形均匀性的影响。方法采用试验的方法,研究了双轮数控旋压成形铝合金薄壁件过程中,旋压间隙δ、进给率f和旋轮圆角半径R等关键工艺参数,对制件表面质量和壁厚均匀性的影响。结果 3个工艺参数都对制件表面质量和壁厚均匀性有影响。结论减小旋压间隙δ、采用较大的主轴转速S和较小的进给率f可提高零件的表面质量和尺寸精度。改善零件壁厚分布的均匀化程度,适当提高旋轮圆角半径R,也能使变形的均匀化程度提高。     

小锥角零件多道次剪旋成形试验研究

针对小锥角零件(半锥角α=7°)的成形,以LF2,LF6,LF21铝板料为原料,采用先预制坯后多道次剪旋的成形方案,试验研究了材料塑性、工艺参数和壁厚减薄率对旋压件成形质量的影响,确定了成形小锥角零件的合理方案.研究表明:材料的塑性对可旋性有很大影响,为获得较高的成形极限,材料应同时具有较好的塑性和适当的加工硬化性;在每道次前均退火的条件下,合理的道次分配方案是前一道次在材料的成形极限范围尽量减薄,而最终道次减薄率需控制在一定的范围内(50%以内);旋压过程中保持一定的负偏离(3%左右),同时采用较大的进给比有利于提高旋压件精度.     

工艺参数对汽车轮毂内径与壁厚偏差的影响

目的研究铝合金轮毂旋压成形工艺参数对成形质量的影响。方法运用有限元软件建立数值模型;以减薄率、摩擦因数、旋轮圆角半径、进给比和芯模转速为自变量,以内径偏差和壁厚偏差为目标函数,建立四因素四水平正交试验。结果极差分析得到第一道次强力旋压对壁厚偏差的影响主次关系为:旋轮圆弧半径ρ进给比f摩擦因数μ芯模转速nM,对内径偏差的影响主次关系为:旋轮圆弧半径ρ进给比f芯模转速nM摩擦因数μ。结论通过有限元分析得到了旋压工艺参数对轮毂内径与壁厚偏差的影响规律,为实际生产中工艺参数的选择提供了指导作用。     

高压开关静触头座成形工艺

介绍了采用冲压-旋压复合工艺成形静触头座的过程.其中包括:变薄旋压成形薄壁筒体,扩口翻边成形法兰,普旋方式成形异形管口等.对主要工艺参数如主轴转速、进给率、旋轮形状、道次变形率、模板形式等作了简要介绍.该成形工艺对同类异形回转体有一定参考意义.     

高温合金薄壁W截面密封环滚压成形壁厚变化研究

目的研究滚压成形过程中环件壁厚的变化规律。方法基于ABAQUS/Explicit平台建立了GH4169薄壁W截面密封环多道次滚压成形三维弹塑性有限元模型,分析了滚压成形过程中环件壁厚沿周向及轴向的变化情况以及工艺参数对环件壁厚变化的影响规律。在此基础上,进行与模拟条件一致的试验研究,并与模拟结果进行了对比分析。结果滚压成形过程,环件壁厚沿周向分布均匀而沿轴向分布不均匀;随着变形量增大,减薄带宽度增大;进给辊进给速度增大,环件壁厚不均匀性加剧;随着驱动辊转速、进给辊与环件间摩擦因数的增大,环件壁厚减薄呈减小趋势。结论环件滚压成形过程中,应合理分配各道次变形量,适宜的工艺参数为:驱动辊转速为2 rad/s,进给速度为0.2 mm/s,摩擦因数为0.1。     

高温合金Ω截面密封环旋压成形规律研究

目的研究工艺参数对高温合金Ω截面密封环旋压成形过程的影响规律,解决该类构件旋压成形难题。方法基于ABAQUS/Explicit平台建立了高温合金Ω截面密封环普旋三维有限元模型,通过该模型研究了旋压成形过程中的主要工艺参数对其等效应力、等效塑性应变、壁厚变化的影响规律,进而揭示了各参数对环件成形质量的影响。结果芯模转速增大,不均匀变形程度增大,等效应力峰值先增大后减小,壁厚减薄基本不变;增大旋轮进给率与旋轮圆角半径,均有利于降低不均匀变形程度和等效应力峰值,改善壁厚减薄。结论当芯模转速为10～15rad/s,旋轮进给率为0.8～1.0mm/r,旋轮圆角半径为1.5～2.0 mm时,可以获得成形质量较高的Ω截面密封环。     

大型薄壁铝合金半球壳体旋压成形工艺研究

为满足航天用大型薄壁球形贮箱壳体整体成形需求,采用冲压预成型和旋压相结合的工艺方法,通过对预成形件形状、旋压轨迹、道次等工艺参数的研究,获得了合理的大型薄壁铝合金球形壳体整体成形工艺,制造出精度符合使用要求的薄壁贮箱壳体。工艺研究结果表明,冲压预成型件的形状、尺寸精度及旋压过程中普旋道次、强旋减薄率均对最终产品成形精度有显著影响。采用冲压预成型与旋压结合的工艺方法能够提高生产效率,发挥旋压工艺和设备的优势,使大型薄壁球形贮箱壳体的整体成形得以实现。     

旋压成形过程缺陷控制方法及应用

金属材料的旋压成形具有材料利用率高、近终成形、适用范围广等优点,在薄壁回转体类构件成形领域有广泛应用。当前在先进制造技术快速发展的背景下,工业领域对旋压零件的成形质量要求日益增加。为改进旋压零件质量、提高生产效率、降低制造成本,以金属旋压成形质量控制为主要研究对象,首先给出了旋压过程控制原理,并分类阐述了普通旋压和强力旋压的基本特点。在此基础上,分析总结了普通旋压和强力旋压过程中的常见缺陷及控制方法,主要包括起皱、破裂、底部隆起、橘皮、压痕、回弹。通过采用较小合理的减薄率和适中的芯模转速进行工艺优化,制造出了高质量的5A06铝合金旋压零件,长度为900 mm,内径为165 mm,壁厚为2 mm,表面粗糙度Ra达到6.3 μm。     

双辊夹持板料旋压成形过程塑性变形行为的研究

双辊夹持式板料旋压成形是用来加工薄壁回转体法兰零件的新工艺。为了研究其旋压成形过程中的塑性变形行为,利用ABAQUS软件建立了双辊夹持旋压成形过程的三维有限元模型,并进行了薄壁回转体法兰零件的旋压成形过程的数值模拟,获得了成形过程中等效应力、应变及壁厚的分布。研究了翻边长度对成形件应力应变及壁厚减薄率的影响规律。结果表明等效应力、应变及最大壁厚减薄率均随着翻边长度的增大而增大,由此根据不同的毛坯材料可以确定相应的最大翻边长度。     

基于响应面法的无芯模成形精度研究

目的 提高无芯模旋压零件的尺寸精度.方法 利用双旋轮旋压机床,采用响应面实验优化设计方法,对铝合金零件分别从旋轮进给速度、芯模转速、锥形件的成形角度、坯料与成形件最大开口直径比等方面进行研究,建立其与尺寸精度的预测模型,采用Design-Expert软件对尺寸精度进行回归系数及方差分析,并对此工艺参数进行优化,得到最优...     

铜合金厚板封头零件的旋压加工

目的加工出8 mm厚的较大尺寸铜合金封头零件。方法利用卧式数控旋压机,采用普旋成形进行封头零件的制备。结果通过工艺试验摸索采用卧式数控强力旋压机进行普旋,加工出厚度8 mm的铜合金球形封头零件,拓宽了设备的加工范围,开创了厚板普旋成形的先例,为铜合金球形零件的旋压加工增添了一条新方案。结论采用普旋加工厚板铜合金材料封头类零件是可行的,相对其他加工方案具有一定的成本优势,应对材料的减薄、解决零件贴模是旋压加工成败的关键。     

压弯半径对7A85结构壁板退火展平成形尺寸与组织性能的影响研究

目的 为满足结构舱段用高强高韧铝合金宽幅薄壁高筋整体成形壁板的精密制备需求，在材料退火组织状态下，结合不同压弯半径展平工装，实现7A85结构壁板的展平处理。方法 采用ABAQUS有限元软件计算不同压弯半径下的结构回弹尺寸，采用万能力学性能试验机测试不同区域的力学性能，结合扫描电镜完成组织形貌与断口形貌的观察。结果 随着压弯半径的增大，7A85铝合金结构壁板蒙皮区域的应力峰值持续下降，结构回弹尺寸误差先下降后上升，立筋区域的应力峰值持续下降，结构回弹尺寸误差先下降后上升。当FSW加厚区进行压弯时，随着压弯间隙的增大，应力峰值持续下降，随着压弯半径的增大，应力峰值先上升后下降，结构回弹尺寸误差明显提高。结论 结合7A85铝合金挤压圆筒不同区域金属型退火展平模具，成功制备出了幅长为8 000 mm、幅宽为1 280 mm的7A85铝合金结构壁板。     

铝合金筒形件强力旋压成形件的疵病分析

介绍了某产品铝合金筒形件的旋压成形加工过程,模具材料选择,旋压前毛坯处,确定了旋压工艺参数,分析了旋压成形过程中产生的质量问题。通过实践证明,该项工艺技术可行。     

铝合金车轮一次性大减薄率强力旋压模拟与工艺优化

目的研究铝合金车轮的一次性大减薄率强力旋压模拟,以及工艺的改善方案。方法基于Simufact旋压模块,对铝合金车轮的一次性大减薄率强力旋压进行了数值模拟,分析了旋轮的运动轨迹对旋压成形、材料等效应力、旋轮载荷的影响。结果通过调整3个旋轮的工作轨迹,重新分配每个旋轮的错距、减薄率,控制材料的隆起,解决了折叠、裂纹和设备过载等问题。结论实现了铝合金车轮一次性大减薄率旋压成形,一次性减薄率达到70%以上。     

喷射成形高强铝合金包套多向锻造工艺研究

目的 研究包套对喷射成形高强铝合金多向锻造变形行为的影响规律。方法 采用Deform-3D软件对喷射成形高强铝合金包套多向锻造成形过程进行模拟,分析不同包套材料和包套厚度下坯料的等效应力和等效应变的变化规律,并用优化后的参数进行物理实验,测量试样的力学性能变化。结果 当选用45#钢作为包套材料,并且包套厚度为5 mm时,坯料的等效应力、等效应变分布最均匀,成形效果最好。一道次包套多向锻造后,坯料的硬度、抗拉强度和伸长率均得到了提升;经过T6热处理后,坯料的抗拉强度得到进一步的提高,由397.71 MPa提升至561.16 MPa,伸长率有所降低,由8.2%降低为4.6%。结论 包套材料和包套厚度对喷射成形高强铝合金包套多向锻造的变形行为有显著影响,选用合适的包套参数可以有效改善坯料的变形均匀性,提高坯料的力学性能。     

铝/钢搅拌摩擦焊对接焊缝组织及机理研究

为了提高Q235钢板和6082-T6铝合金对接的连接强度,采用搅拌摩擦焊进行对接焊接.研究了不同尺寸和形状的搅拌头、转速、焊接速度和偏移量等对铝钢对接焊缝组织的影响,进而优化了搅拌摩擦焊工艺.实验结果表明:不同形状的搅拌头影响接头"钉子"形状,接头的不同位置处由于受到不同热循环和搅拌导致晶粒尺寸不同,从而影响接头的力学性能.当搅拌针旋转速度260 r/min,焊接速度16 mm/min,针头偏向铝侧0.2 mm时,所得焊缝的拉伸强度为141.204 MPa,为最佳工艺参数.在此最优参数下获得过渡层的厚度约为8μm,界面的主要成分是Fe Al3.     

5系铝合金车门内板冲压成形及回弹研究

目的 在整体式车门内板上应用质量较轻的5系铝合金材质以达到新能源汽车的轻量化要求。方法 在工艺设计阶段,采用AutoForm数值分析软件及CAE数值仿真分析技术预测零件的成形难点及回弹趋势;分析整体式车门内板的深度,并提出几种改善零件成形性的方案;根据回弹结果对模具型面进行回弹补偿;对模具加工、调试等重要环节进行深度管控。结果 成功解决了零件9个区域的成形问题。对已量产的铝合金整体式车门内板深度进行了对标分析,提出了将零件的深度由171 mm降低至156 mm的方案,经CAE分析验证,铝合金整体式车门内板的合理深度参考值为150 mm。对钢、铝材质的理论回弹值进行了对比分析,计算出铝合金的回弹值为低碳钢回弹值的2.6倍。结论 通过对该门内板整个开发环节进行管控,形成了一套铝合金车门内板成形、回弹控制的模具开发体系;用首样件验证了整套开发方案的正确性,成功保障了该铝合金整体式车门内板的开发。