大长径比薄壁铝合金壳体成形工艺研究

利用数控旋压机研究了长径比1.59的5A06薄壁铝合金贮箱壳体的成形工艺,并用金相显微镜、力学拉伸试验分析了旋压和退火处理对旋压件显微组织和力学性能的影响.结果表明:对于此种大长径比薄壁铝合金贮箱壳体,采用热旋压预成形+车加工半球面+终成形旋压的工艺是可行的;通过控制合理的旋压加热温度、进给比、间隙等参数,研制的壳体壁厚、内径完全满足图纸要求;与原始板材相比,退火热处理后的终成形旋压件晶粒细小,在保持良好塑性的同时,屈服强度提高20MPa以上.     

首个3.35m铝-锂合金箱底在703所下线

正中国首个火箭燃料贮箱Al-Li合金箱底于2020年8月在中国运载火箭技术研究院703研究所成功下线,箱底直径3.35 m。过去这种箱底是由多块成形料焊成的,生产周期长达80 d～90 d,而703所牵头联合总体设计部采用整体旋压成形工艺只要15 d～20 d就能制出一个箱底,可减重15%以上,运载效率提升20%。旋压成形工艺就是用一块厚板在一个数控程序内,通过一个成形模,历经一次装卡,一步整体成形,工序少,     

铝合金半球壳体旋压成形工艺分析

以铝合金半球壳体为研究对象,分析了铝合金半球壳体冲压预成形和旋压成形工艺。结果表明,旋压件和冲压预成形件的形状越接近,冲压预成形件的工作效率也就越高,冲压件成形工艺优势也就越明显。在旋压成形过程中,5A06铝合金的类似环筋结构具有较大的变形抗力,一道次普旋成形的结果是变形过程中零件发生了反挤现象;为了改进成形工艺,可以增大减薄率,将普旋道次增加到3次,同时向前移动普旋起点。     

30CrMnSiA薄壁偏心异形件旋压成形工艺

采用多道次有芯复合旋压工艺，成功地加工出了30CrMnSiA薄壁偏心异形件，并探讨了这种非对称工件旋压成形的规律。     

V型劈开式皮带轮旋压成形过程的分析

V型劈开式皮带轮的旋压剖分成形过程涉及多体运动以及弹、塑性多变形模式的耦合.利用弹塑性有限元分析了V型劈开式皮带轮旋压成形过程的典型变形行为,比较了不同道次成形方案的旋压力以及成形精度,据此确定了合适的工艺方案.     

曲面薄壁异形件旋压成形工艺研究

针对一种复杂曲面薄壁异形件的旋压加工，通过不同方案从强旋、普旋两方面做了工艺研究。从旋压件贴模、壁厚、旋压道次、裂纹等方面做了对比试验，结果表明：异形件旋压加工中普旋、强旋同时存在；未贴模状态下预成形以普旋为主效果良好，同时可减少模具工装，经济性好；本工艺方案综合应用普旋、强旋方式，降低了生产成本，提高了生产效率。     

旋轮轨迹和工艺参数对多道次拉深旋压成形质量的影响研究

多道次拉深旋压成形工艺复杂,旋轮轨迹与工艺参数的选取及其之间的匹配直接影响旋压件的成形质量和尺寸精度。因此,研究不同的旋轮轨迹和工艺参数对多道次拉深旋压成形的影响具有重要的意义。以Al6061和SPCC材料为研究对象,通过试验对比研究了不同轨迹的道次曲线和工艺参数对多道次拉深旋压成形质量的影响。结果表明:在其它工艺参数相同的情况下,采用凸凹圆弧往返进给无道次贴模推进的旋轮轨迹时,所获得的旋压件壁厚最均匀;采用此种旋轮轨迹时,旋轮安装角和进给比越大工件越容易起皱。     

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。     

杯形件的单道次拉深旋压成形工艺研究

研究了杯形件单道次拉深旋压成形工艺的变形特点，试图替代传统的拉深成形工艺和多道次旋压成形工艺，以达到减少产品的加工工序、降低产品的生产成本。研究结果表明，在旋压成形的初期，轴向旋压分力大于径向旋压分力，而在旋压后期，轴向旋压分力则小于径向旋压分力。除了工件口部之外，其它部分的名义厚度应变ε的变化规律与普通拉深的情况相似。本文还给出了不同工艺参数条件下的成形极限图和使旋压顺利进行的成形工艺参数范围。     

框架式三旋轮错距旋压成形装置的研制

采用分层错距进行旋压成形时，工件厚度逐渐减小，增大了道次减薄率，减少了加工道次，可显著提高旋压件的加工精度和生产效率。本文根据齿轮旋压成形工艺要求、旋压成形原理及三旋轮错距旋压工艺特点，设计了一种框架式三旋轮错距旋压成形装置，重点介绍了旋轮座、旋轮径向进给及轴向、径向错距量调整等结构的设计方案，并对蜗杆传动进行了强度设计。     

Experimental Study on Thermal Conventional Spinning of Ti-6Al-4V Alloy Complex Shape Shell

In this paper, the process of thermal conventional spinning of Ti-6Al-4V alloy complex shape shell is studied by experiment. Billet for Ti-6Al-4V alloy board is headed in the spinning process for multi-pass conventional spinning forming. With two spinning mandrel, the first is conventional spinning pre-forming and the second is conventional end forming, vacuum heat treatment after each spinning forming. As results, the mandrel preheating temperature impacts the spinning and the appropriate temperature range plays an important role in the process of spinning. With supplemental heating means and infrared thermometer measurement ensure a stable temperature. Multi-passing thermal spinning Ti-6Al-4V alloy thins the billet thickness, using the feature obtaining the wanting complex shape shell of thick bottom and thin mouth. The spinning track, the number of spinning pass, feed rate affect the billet thinning. During thermal spinning process Ti-6Al-4V alloy rebound severe. The size reduction and feed have impact on the rebound. By modifying the spinning parameters and the mandrel repair to ensure the dimensional accuracy of workpiece. Spinning workpiece has fine grain and high strength.     

旋轮加载轨迹与方式对多道次普通旋压成形的影响

建立了符合实际多道次普通旋压三维仿真模型,在进行毛料多道次普通旋压成形过程有限元模拟与实验验证的基础上,研究旋轮轨迹与方式对旋压件成形过程及质量的影响。结果表明,轨迹的变化对成形质量有较大的影响,在直线轨迹、圆弧轨迹、渐开线轨迹3种轨迹中,渐开线轨迹对成形质量最好,轨迹有渐压和无渐压,均有其各自的优缺点,需要综合利用,可得到优越的旋压轨迹。     

LF6合金小锥度铝筒旋压成形实验研究

介绍了采用圆板坯旋压成形半锥角小于1°的LF6铝合金锥筒的成形试验。试验采用了平板毛坯、直筒与小锥度两套芯模、普旋加强旋的成形方案,在直筒芯模上把圆板坯加热普旋成圆筒,圆筒切底后在室温下对其强旋减薄,最后改用小锥度芯模加热普旋成小锥度筒。结果表明:确保旋前板坯的高质量,避免出现局部缺陷,控制好热旋时的加热温度是能够顺利成形的必要条件;LF6合金具有良好的旋压性能,选择合理的工艺参数,采用圆板坯可以旋压出半锥角小于1°的无缝筒。     

锥体盒形件定初始角度步长法无模空心旋压旋轮路径设计

金属旋压是一种适用于生产薄壁回转体工件的成形工艺,采用旋压的方法加工锥体盒形件的成形工艺一直是研究的重点和难点。为了拓宽视野,采用定初始角度步长无模空心旋压旋轮路径设计的方法进行旋压工艺的设计。通过锥体盒形件的几何关系分析推导出旋压路径,并将旋压路径转化成数控机床程序代码,从而完成锥体盒形异形件的加工,得到了符合加工要求的零件,并且表面没有起皮、波纹、鼓包、裂纹等常见缺陷。     

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。     

A new approach to optimal design of multi-stage metal forming processes with micro genetic algorithms

This paper describes a new method for design optimization of process variables in multi-stage metal forming processes. The selected forming processes are multi-pass cold wire drawing, multi-pass cold drawing of a tubular profile and cold forging of an automotive outer race preform. An adaptive micro genetic algorithm (μGA) scheme has been implemented for minimizing a wide variety of objective-cost functions relevant to the respective processes. The chosen design variables are die geometry, area reduction ratios and the total number of forming stages. Significant improvements in the simulated product quality and reduction in the number of passes has been observed as a result of the micro genetic algorithms-based optimization process.     

截齿锻件冷锻成形工艺分析

根据截齿锻件的形状特点,制定其冷锻成形工艺方案,即制坯、预成形与终锻成形。采用镦粗预成形时,易发生局部失稳现象,无法获得合格的截齿锻件。针对该问题,提出正挤预成形的改进工艺方案,并进行三维有限元模拟,模拟结果表明改进方案合理可行。在此基础上,设计出截齿锻件模具实现了截齿锻件的批量生产。     

气瓶旋压收口工艺及旋轮设计

通过对钢质无缝气瓶成形工艺进行分析,指出了各种成形工艺的特点,确定了钢管旋压法工艺方案。同时,对旋压道次和旋压工艺参数的确定做了介绍,详细阐述了旋轮设计及加工工艺。     

LF6合金锻坯旋压成形小锥度铝筒实验研究

介绍了半锥角<1°的LF6合金锥筒旋压成形过程。实验表明,LF6合金小锥度铝筒零件,用筒形锻坯在直筒芯模上变薄旋压,再用小锥度芯模普旋收锥成形是可行的。文章分别对确定初始锻坯尺寸、室温下强旋变薄铝筒、加热普旋成锥形零件以及实验中出现的问题进行了说明。实验为LF6合金小角度无缝锥筒塑性加工成形提供了参考。     

锥形件剪旋变形分析

根据剪旋过程的实际情况进行了应力应变分析，对剪旋变形机理提出了新的见解，将剪旋变形区分为拉弯区和辗压变形区。前者的受力情况类似于胀形，后者为母线方向拉应力作用下的辗压变形，该区起主要减薄壁厚的作用。此外，本文利用Z形图对剪旋的各种状态进行了应力应变分析，并确定出了剪旋时最佳应力应变状态的区域。