【摘 要】
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随着航空航天及轨道交通等领域对装备零部件结构轻量化、精密成形及复合成形技术的要求越来越高,加之航空钣金构件在结构设计上不断优化升级,所需零件的形状更为复杂、成形要求标准也越严格。5A06铝合金抗腐蚀性好,无低温脆性,但该合金在成形复杂薄壁型件时,其表面成形质量差,成形性能有限,成为加工的难题。而传统充液拉深很难实现一次性精确成形,从而导致零件制造精度低、生产效率不高。为改善铝合金凹底筒形件局部区域
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随着航空航天及轨道交通等领域对装备零部件结构轻量化、精密成形及复合成形技术的要求越来越高,加之航空钣金构件在结构设计上不断优化升级,所需零件的形状更为复杂、成形要求标准也越严格。5A06铝合金抗腐蚀性好,无低温脆性,但该合金在成形复杂薄壁型件时,其表面成形质量差,成形性能有限,成为加工的难题。而传统充液拉深很难实现一次性精确成形,从而导致零件制造精度低、生产效率不高。为改善铝合金凹底筒形件局部区域的贴模精度不足和成形质量差等瓶颈问题,提出了刚柔复合拉深温成形工艺解决方案。通过以铝合金凹底筒形件为研究对象,采用数值模拟与成形实验相结合的方法,探究了关键工艺参数对零件成形质量的影响。针对5A06铝合金凹底筒形件独立充液拉深和刚柔复合拉深温成形过程进行了数值模拟,探究了液室压力加载路径、预胀压力、凸模进给速度、摩擦系数等工艺参数对零件成形性能和贴模性的影响。结果表明:适当增加预胀压力有助于改善预成型件的贴模性,但过大的预胀压力也会加剧板料壁厚的减薄;不同的液室压力加载路径对充液拉深件的成形结果影响较大;板料在刚柔复合拉深成形过程中,成形速度越小,筒形件凹底悬空区的最小壁厚值越高;凸模底部与板料上表面摩擦系数越低,凹底筒形件最大减薄率越小;背压凹模与板料下表面摩擦系数越大,有利于减小板料受到的径向拉应力,从而提高凹底筒形件的最小壁厚值。针对5A06铝合金凹底筒形件独立充液拉深和刚柔复合拉深温成形分别进行了成形实验。探讨影响成形质量的关键工艺参数,并分析不同工艺参数对凹底贴模性的影响。通过对最终成形件各标记点的壁厚测量以及凹底贴模率的计算,将最大减薄率和贴模率作为评价指标,以液室压力、凸模进给速度为变量因素,在液室压力20 MPa、板料成形高度50 mm和成形速度为1.8 mm/s等工艺条件下,获得凹底筒形件壁厚的最大减薄率为21.3%,贴模度为97.3%。
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