下载后可任意编辑铝合金筋板件等温局部加载成形工艺贺鹏 周香 李贝贝 薛克敏 李萍(合肥工业大学 材料科学与工程学院, 安徽 合肥 230009)摘要 针对现有设备吨位已不能满足铝合金筋板件传统锻造加工方法的要求, 而且不可避开地会产生诸如充填不满、 折叠等成形缺陷, 本文采纳等温锻造成形筋板件, 并经过 UG 软件三维造型后导入 DEFORM-3D 有限元分析软件进行讨论。考虑到成形质量、 模具要求以及生产效率, 适宜的成形温度为 460℃、 加载速度为 0.5mm/s; 整体加载成形时, 成形载荷非常大, 在纵横筋交汇处产生大量折叠, 在筋板件底部产生了充不满现象; 多工步局部加载成形时, 成形载荷较整体加载成形时明显降低, 可是在纵横筋处的金属折叠依旧存在, 而且在筋板件底部仍有少量充不满; 不完全预锻+局部加载成形时, 不但成形质量很好, 而且成形载荷较小。关键词 筋板件件; 数值模拟; 局部加载1 引言随着战争形态的变化, 高技术兵器时期已到来, 也带来了新技术革命, 因此对武器装备的要求也越来越高, 其中之一就是能够快速机动、 快速部署, 高速化、 轻量化成为未来武器装备进展方向之一[1]。当前对经过降低产品的自重以增加其机动性和降低能源消耗提出了追切的要求, 对构件复杂程度和性能的要求也越来越高。同时要求金属纤维组织尽可能与零件的几何外形一致, 以避开流线露出端面产生应力腐蚀而造成零件失效。铝合金筋板类构件在航天、 航空领域有着十分广泛的应用。为满足减重的需要, 这类构件一般被设计成薄腹板并带有纵、 横内筋的结构, 采纳传统的加工方法不但现有设备吨位不能满足要求, 而且不可避开地会产生诸如充填不满、 涡下载后可任意编辑流、 折叠等成形缺陷[2-3]。采纳等温模锻技术虽然能够解决薄腹板和高筋的成形问题, 可是会增加成形难度, 在高筋处会产生涡流、 折叠等缺陷。随着筋板件类构件的广泛应用, 寻找一种既能保证构件使用性能, 又能节约成本、 提高生产效率的加工方法成为迫切需要解决的问题[4]。随着等温成形技术的进展, 近年来, 有关学者针对此类复杂零件提出等温局部加载成形技术, 并在钛合金大型航空件上实现量产, 为筋板的成形提供了一种新的可能[5]。2 有限元模型建立2.1 三维建模根据零件的 CAD 图纸, 使用 UG 软件对零件进行三维建模。如图 1 所示, 在金属流动直角过度处使用合适的圆角处理( 剧烈流动处圆角为 3mm, 一般流动处圆角为 1mm)...
