薄壁封头电磁感应加热旋压工艺

火箭燃料贮箱薄壁球面封头,由于其具有大径厚比、弱刚性的特点,利用传统旋压加工方法容易出现封头结构失稳现象。提出薄壁封头电磁感应加热旋压成形的工艺方法,采用MSC.Marc有限元软件建立了薄壁封头加热旋压三维有限元仿真模型。研究了主要工艺参数——旋压温度T、进给率f和旋轮圆角半径r对封头壁厚均匀性的影响,以及温度场对法兰稳定性的作用。结果表明:在合理范围内,提高旋压温度、增大旋轮圆角半径和减小进给率可以提高成形件质量。最终确定优化工艺参数为:r=4 mm,f=1.35 mm·r-1,T=250~300℃。通过开展封头电磁感应加热旋压实验,验证了电磁感应加热旋压工艺方案能有效抑制法兰起皱并提高工件壁厚均匀性。     

A356.2铝合金高温拉伸本构行为研究

从低压铸造后的A356.2铝合金铸旋轮毂的旋压坯料中取样,利用电子万能试验机进行高温拉伸试验,研究应变速率在0.0001~0.1 s~(-1),变形温度在573~673 K范围内该合金的高温拉伸流变行为。使用光学显微镜分析低压铸造后的原始铸态组织与拉伸断口处的显微组织。结果表明应变速率与变形温度对该合金的流变行为有显著影响,流变应力随温度的降低与应变速率增加而上升;伸长率随变形温度的升高和应变速率的减小而增大。变质处理后的A356.2铝合金中共晶体与α-Al枝晶分布均匀,共晶硅呈点状或蠕虫状。温度为573 K时的拉伸断口附近的金相组织没有发生明显变化,而673 K时的拉伸断口处的金相组织呈现出明显的塑性变形现象。A356.2铝合金的高温拉伸流变行为可以用Zener-Hollomon参数模型描述。通过线性回归计算出变形激活能Q=317.43 k J·mol~(-1),材料常数A=1.558×1023 s~(-1),n=7.94,α=0.0165 MPa~(-1),得出A356.2铝合金Arrhenius方程;利用双曲正弦模型建立了高温拉伸条件下的流变应力本构模型。     

三旋轮错距旋压下超薄壁筒内径成形精度研究

超薄壁筒形件在装配和服役过程中,对内径精度有较高的要求。利用Msc.Marc有限元分析软件,建立大径厚比超薄壁筒有限元模型。通过测量筒形件轴向不同位置处的内径值,得到内径偏差和内径波动沿轴线的分布规律,由此得到不同的工艺参数(旋轮圆角半径、进给比、旋轮轴向间距和径向间距)对内径成形精度的影响。结果表明:随着圆角半径的减小,内径偏差及内径波动值均降低,采用修正旋轮圆角半径时内径精度最好;进给比越小,内径偏差越大,则内径波动越小,综合考虑后取进给比f=1.0 mm·r~(-1);随着旋轮轴向间距的增大,内径偏差及内径波动均呈现先减小后增大的规律,旋轮轴向最优间距C=1.5 mm;而旋轮径向间距按照等旋压力分配时内径精度最好。旋压实验表明,采用优化后的工艺参数能获得满足内径精度要求的产品。