6022铝合金轴对称件充液拉深成形工艺模拟研究

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铝合金是比强度非常高、广泛用于轻量化结构与零件制造的重要材料。铝合金覆盖件在航空、航天领域及汽车制造业得到了越来越多的应用。但是,铝合金材料塑性指标低是铝合金板材成形发展的瓶颈。另一方面,充液拉深成形技术具有成形极限高、零件表面质量好等优势。充液拉深成形技术是铝合金等低塑性、难成形轻质材料板材成形的有效途经之一。因此,开展铝合金板材充液拉深成形技术的研究具有重要意义。本研究以6022铝合金材料为研究对象,通过对试件进行单轴拉伸实验和凸模胀型实验,得到此材料的机械性能参数和成形极限图。使用非线性有限元分析软件ABAQUS-Explicit对球形件和圆锥形零件充液拉深成形工艺进行有限元模拟研究。本研究分析了在球形件和圆锥形件充液拉深成形过程中,预胀压力、预胀高度、液室压力和压边间隙等参数对零件成形性的影响。得出以下结论:在零件成形过程中,合适的预胀压力和预胀高度可以提高零件最终成形质量,对球形件和锥形件充液拉深成形说,最适预胀压力分别为0.5MPa和1MPa;合理的液室压力加载曲线,可以得到零件表面质量较好和壁厚分布均匀的零件,对球形件和锥形件充液拉深成形说,最适液室压力分别为7.5MPa和8MPa;合适的压边间隙可以获得成形效果较好和壁厚分布均匀的零件,对球形件和锥形件充液拉深成形说,最适压边间隙为板厚的1.1倍,即1.1mm;适当的增加凸模与板料的摩擦系数可以获得成形质量较好的零件,对球形件和锥形件充液拉深成形说,最佳的凹模和板料摩擦系数和凸模与板料摩擦系数分别为0.02和0.3。最后得到了最优的工艺参数。
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