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7055高强铝合金筒形件多道次旋压成形精度与缺陷控制

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锻压技术 2023年第10期48卷 177-181,199页

作者：孙于晴贺永海曹学文杨延涛白小雷刘光祖西安航天动力机械有限公司陕西西安710025

7055铝合金兼具钢的高强度与钛合金的低密度,同时具有良好的耐腐蚀性,且成本远低于钛合金,可推广并应用至固体火箭发动机的制造领域。通过分析毛坯性能、材料可旋性和温度对7055高强铝合金材料的力学性能的影响,制定了合理的工艺试验方... 详细信息

7055铝合金兼具钢的高强度与钛合金的低密度,同时具有良好的耐腐蚀性,且成本远低于钛合金,可推广并应用至固体火箭发动机的制造领域。通过分析毛坯性能、材料可旋性和温度对7055高强铝合金材料的力学性能的影响,制定了合理的工艺试验方案,以研究该材料旋压成形精度以及缺陷控制方法。通过开展7055高强铝合金多道次旋压试验,得到了旋压温度对成形缺陷的影响规律,以及旋轮成形角、进给比对工件成形精度的影响规律。最终确定了成形精度最佳的温度区间为90~110℃,旋轮圆角半径为6 mm,进给比为0.40~0.45,实现了7055高强铝合金筒形件壁厚由8.0 mm至1.6 mm的多道次、大减薄量的旋压成形,为该材料应用于固体火箭发动机壳体的旋压成形奠定基础。

关键词： 7055高强铝合金筒形件强力旋压成形精度缺陷控制

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筒形件强力正旋的扩径研究

热加工工艺 2016年第13期45卷 162-164,168页

作者：樊文欣吕伟原霞席奇豪陈东宝中北大学机械与动力工程学院山西太原030051

针对筒形件强力正旋成形过程中产品尺寸精度差、可用长度减少等现象,本文采用单因素试验设计方法,对筒形件强力正旋成形过程中稳定旋压阶段和终旋阶段靠近端口位置的扩径进行了研究,得到了主轴转速、减薄率、进给比对强力正旋成形过程... 详细信息

针对筒形件强力正旋成形过程中产品尺寸精度差、可用长度减少等现象,本文采用单因素试验设计方法,对筒形件强力正旋成形过程中稳定旋压阶段和终旋阶段靠近端口位置的扩径进行了研究,得到了主轴转速、减薄率、进给比对强力正旋成形过程中扩径量的影响规律。结果表明,主轴转速对稳定旋压阶段的扩径影响不大,但转速的增加会导致较大的端口扩径。稳定旋压阶段的扩径量随减薄率的增加递增,而端口扩径量随减薄率的增加先增大后减小。随着进给比的提高,稳定旋压阶段的扩径量减小,端口扩径量增大。

关键词：筒形件强力正旋扩径单因素试验

大型Mg-Gd-Y-Zr合金筒形件组织性能不均匀性及热处理工艺研究

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大型Mg-Gd-Y-Zr合金筒形件组织性能不均匀性及热处理工艺研究

作者：李梦媛中南大学

学位级别：硕士

大型Mg-Gd-Y-Zr合金筒形件在航空航天领域具有巨大应用价值,但大尺寸构件组织和性能不均匀性严重限制其实际应用。本文采用X射线衍射、电子背散射衍射、扫描电子显微和透射电子显微技术等手段,结合维氏硬度、室温拉伸和压缩等测试方法,... 详细信息

大型Mg-Gd-Y-Zr合金筒形件在航空航天领域具有巨大应用价值,但大尺寸构件组织和性能不均匀性严重限制其实际应用。本文采用X射线衍射、电子背散射衍射、扫描电子显微和透射电子显微技术等手段,结合维氏硬度、室温拉伸和压缩等测试方法,分析大型筒形件不同位置的组织性能不均匀性,探讨不同热处理工艺改善筒形件不均匀性的可行性。主要结论如下:(1)大型Mg-Gd-Y-Zr合金筒形件显微组织从内部到外部呈不均匀分布,从内到外晶粒尺寸分别为17.9μm、29.1μm和33.6μm。力学性能从内到外逐渐降低,内部屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为223 MPa、327 MPa和20%,比外部分别高68 MPa、45 MPa和5%。筒形件三个部位均呈现强度和塑性的各向异性,内部周向力学性能优于高向。(2)固溶热处理可显著改善筒形件内外性能不均匀性,但导致构件强度明显下降。经固溶热处理后,内部屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为147 MPa、239 MPa和12%,和外部的屈服强度、抗拉强度和延伸率差值减少至15 MPa、11 MPa和1%。(3)T5热处理对筒形件强化效果最好。T5热处理后晶内析出的椭圆状β’析出相能够钉扎位错从而提高筒形件的强度同时抑制孪生使延伸率下降,内部屈服强度和抗拉强度达293 MPa和407 MPa,延伸率为12%。然而,T5热处理不能改善筒形件力学性能不均匀性,内部和外部的屈服强度差值为69 MPa。(4)T6热处理的既能提高筒形件强度,又可改善内外性能不均匀性。内部屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为236 MPa、361 MPa和9%,分别比外部高15 MPa、22 MPa和2%。此外,T6热处理也能改善筒形件各向异性,筒形件内部周向和高向的屈服强度、抗拉强度和延伸率差值分别减少到29 MPa、28 MPa和4.8%。图49幅,表9个,参考文献111篇

关键词： Mg-Gd-Y-Zr 大构件不均匀性 β’析出相筒形件

大型薄壁筒形件对轮旋压成形数值模拟及成形精度分析

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锻压技术 2020年第3期45卷 47-55页

作者：王大力郭亚明李亦楠黄涛高武林郑宏伟徐恒秋长春设备工艺研究所吉林长春130012 吉林大学材料科学与工程学院吉林长春130025

为了研究对轮旋压成形机理,突破对轮旋压成形精度控制技术,采用有限元方法分析了道次减薄率、进给比、旋轮成形角以及内旋轮圆角半径等工艺参数对旋压件圆度、直线度及壁厚差的影响。结果显示:当道次减薄率Ψt=20%~30%、进给比f=1.5~2.0... 详细信息

为了研究对轮旋压成形机理,突破对轮旋压成形精度控制技术,采用有限元方法分析了道次减薄率、进给比、旋轮成形角以及内旋轮圆角半径等工艺参数对旋压件圆度、直线度及壁厚差的影响。结果显示:当道次减薄率Ψt=20%~30%、进给比f=1.5~2.0 mm·r-1、旋轮成形角αρ=25°、内旋轮圆角半径rρ内=10 mm时,旋压件成形精度最高。同时,分析了在总压下量为9 mm时,内、外旋轮在不同压下量下对成形精度的影响。结果表明:当外旋轮压下量为5 mm、内旋轮压下量为4 mm时,旋压件精度最高。最后,通过工艺实验验证了有限元仿真结果的准确性,结果显示两者偏差小于15%。

关键词：对轮旋压筒形件成形精度压下量进给比

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7055铝合金筒形件强力旋压成形规律研究

轻合金加工技术 2022年第11期50卷 55-61页

作者：刘光祖李俊峰杨延涛曹学文孙于晴西安航天动力机械有限公司陕西西安710025

利用有限元软件建立7055铝合金筒形件错距旋压成形的三维有限元模型,通过对旋压工艺的关键参数进行模拟,得到材料堆积及贴模情况随温度、减薄率和进给比的变化规律。模拟结果表明:温度越高,材料越容易堆积;温度越低,成形的表面状况越差... 详细信息

利用有限元软件建立7055铝合金筒形件错距旋压成形的三维有限元模型,通过对旋压工艺的关键参数进行模拟,得到材料堆积及贴模情况随温度、减薄率和进给比的变化规律。模拟结果表明:温度越高,材料越容易堆积;温度越低,成形的表面状况越差;较小减薄率有助于减轻工件的堆积,提升工件表面质量;小进给比条件下,工件不易堆积,但影响加工效率。进行了三道次的热反旋实验,获得了精度较好的成形件:平均外径为203.69 mm,平均壁厚为1.94 mm,直线度为0.54 mm,圆度为0.36 mm。

关键词： 7055铝合金错距旋压数值模拟筒形件

基于灰色关联度的筒形件二道次强力旋压工艺参数优化

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锻压技术 2020年第4期45卷 108-113页

作者：郭佩剑樊文欣李志伟张厚祖郝晓华中北大学机械工程学院山西太原030051

为使锡青铜筒形件具有更高的尺寸精度,对二道次强力旋压加工工艺参数进行优化。减薄率、道次分配比、第1道次进给比和第2道次进给比为主要影响筒形件成形质量的工艺参数,以筒形件的内径扩径量和壁厚偏差为优化目标。采用正交试验和灰色... 详细信息

为使锡青铜筒形件具有更高的尺寸精度,对二道次强力旋压加工工艺参数进行优化。减薄率、道次分配比、第1道次进给比和第2道次进给比为主要影响筒形件成形质量的工艺参数,以筒形件的内径扩径量和壁厚偏差为优化目标。采用正交试验和灰色关联度分析法对Simufact仿真模拟软件得到的二道次仿真结果进行工艺参数优化,结果表明:各工艺参数对筒形件成形质量的影响程度依次为:减薄率>道次分配比>第1道次进给比>第2道次进给比。优化后的工艺参数组合为:减薄率为40%、道次分配比为5∶5、第1道次进给比为0.6 mm·r^-1、第2道次进给比为0.6 mm·r^-1,所获的筒形件尺寸精度最优。

关键词：强力旋压筒形件尺寸精度灰色关联度正交试验

筒形件三旋轮非对称旋压的刚粘塑性有限元模拟

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塑性工程学报 2007年第4期14卷 44-48页

作者：徐文臣单德彬吕炎李春峰哈尔滨工业大学哈尔滨15001

三旋轮非对称强旋在大型筒形件热旋工艺中具有独特的优势,然而关于非对称强旋的研究开展较少。文章建立了三旋轮非对称强旋的有限元计算模型,通过对非对称强旋的三维刚粘塑性有限元数值模拟,揭示了非对称强旋的变形特点。研究结果表明,... 详细信息

三旋轮非对称强旋在大型筒形件热旋工艺中具有独特的优势,然而关于非对称强旋的研究开展较少。文章建立了三旋轮非对称强旋的有限元计算模型,通过对非对称强旋的三维刚粘塑性有限元数值模拟,揭示了非对称强旋的变形特点。研究结果表明,旋轮的非对称分布使得应力应变场沿周向呈非周期性分布,尽管旋轮Ⅱ和Ⅲ在空间位置上具有对称性,但是其接触区的应力应变速率分布却有较大差别,反倒是旋轮Ⅰ和Ⅱ的接触区应力应变速率分布颇为相近。旋轮的非对称分布使得旋压过程中不同旋轮相应的接触区大小不同,从而致使旋轮Ⅲ的塑性区小于旋轮Ⅰ和Ⅱ的塑性区,相应地旋轮Ⅲ的旋压力小于旋轮Ⅰ和Ⅱ的旋压力。变形场的分布能合理解释旋压时产生的伸长、胀径及隆起等现象。

关键词：筒形件非对称旋压有限元应力应变场旋压力

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高强度钢筒形件拉深工艺研究

燕山大学学报 2021年第3期45卷 202-207,214页

作者：范豇宇刘帅占乐周宇秦泗吉吕知清燕山大学先进锻压成型技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004

影响筒形件的拉深工艺的参数有凸凹模间隙、压边力、凸凹模圆角半径和冲压速度等。为了探究不同因素对于拉深工艺的影响大小,采用有限元模拟分析了前3个工艺参数对高强度钢筒形件拉深成形的影响,并对筒形件不同位置的厚度及硬度进行测... 详细信息

影响筒形件的拉深工艺的参数有凸凹模间隙、压边力、凸凹模圆角半径和冲压速度等。为了探究不同因素对于拉深工艺的影响大小,采用有限元模拟分析了前3个工艺参数对高强度钢筒形件拉深成形的影响,并对筒形件不同位置的厚度及硬度进行测试分析。结果表明,前3个工艺参数因素对筒形件最大减薄率和最大增厚率影响主次并不一样,其中对最大减薄率影响主次顺序为:凸凹模圆角半径→凸凹模间隙→压边力,对最大增厚率影响主次顺序为:压边力→凸凹模圆角半径→凸凹模间隙。模拟得出了试验钢较好的拉深工艺参数组合,模拟结果与试验结果均是在凸模圆角出现最大减薄,在法兰边缘出现最大增厚,且模拟值与试验值接近;试验钢经拉深成形后,硬度值均大于拉深前,其中筒形件底部变化最小,法兰区变化最大。

关键词：拉深高强度钢筒形件压边力

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筒形件磁脉冲辅助冲压成形数值模拟

塑性工程学报 2009年第1期16卷 18-24页

作者：刘大海于海平李春峰邓将华嵇正波哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

针对磁脉冲辅助冲压成形过程,提出了基于ANSYS平台的有限元分析程式,通过编制用户子程序,采用重启动分析法,建立了冲压预成形过程显式求解和瞬态磁脉冲成形"松散"耦合分析之间的动态连接,并用于5052-O铝合金圆筒形拉深件磁脉冲辅助冲压... 详细信息

针对磁脉冲辅助冲压成形过程,提出了基于ANSYS平台的有限元分析程式,通过编制用户子程序,采用重启动分析法,建立了冲压预成形过程显式求解和瞬态磁脉冲成形"松散"耦合分析之间的动态连接,并用于5052-O铝合金圆筒形拉深件磁脉冲辅助冲压成形过程的有限元仿真研究。结果表明,所建立的有限元分析方案,能实现圆筒形件磁脉冲辅助冲压成形连续变形过程的模拟,板坯变形信息体现了准静态冲压变形和高速率磁脉冲成形之间的耦合。有限元模拟结果与实验吻合较好。

关键词：磁脉冲辅助冲压成形筒形件数值模拟 “松散”耦合有限元分析