带环筋薄壁壳体镁合金零件成形工艺研究

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1、中北大学学位论文4.2.9摩擦系数对工件损伤值的影响.......................................384.3参数优化后零件的挤压模拟成形过程....................................394.3.1分析模拟成形后的零件.............................................404.3.2对金属流动速度的模拟结果及分析...................................414.4小结...........

2、.....................................................42第五章模具设计5.1引言................................................................435.2挤压模具设计........................................................435.2.1模具材料的选择...............................................

3、....435.2.2挤压模具设计.....................................................445.3小结................................................................48结论参考文献攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果致谢III中北大学学位论文第一章绪论1.1课题背景及意义1.1.1研究的相关背景面对资源约束趋紧能源供应约束的严峻形势，随着航空航天等高技术产业的迅速发展和航空航天活动的日益频繁，

4、轻量化趋势势必在航空航天制造业成为主流，迫切需要大量采用结构轻巧、形状复杂系数小的大型轻合金整体薄壁构件，以减轻重量和提高整机工作性能，具有明显比强度优势的新型镁合金材料在航空航天领域的应用也会越来越[1-3]广泛。表1.1的数据显示出了轻量化带来的巨大经济效益。低碳生活的到来，国家提高了节能减排指标，人们对于汽车的质量要求也随之提高，设计结构更合理、质量更轻的车轮成了设计者设计时考虑的重中之重。在航空航天领域，结构复杂、质量小、安全系数高和成本低的构件永远是设计者的追求，对发动机部件的结构优化设计和减重可以有效

5、的提高发动机的推重比。在保证性能和安全性的前提下，结构件的减薄减重是当前[4-7]工程设计的趋势。[1]表1.1航空航天材料每减小一磅重量所带来的经济效益商用飞机战斗机航天器300美元3000美元300000美元[4-7]在结构件轻量化趋势下，设计薄壁零件通常是人们减重构件的首选，此时，加强筋成为了不可或缺的考虑因素，合适尺寸和位置加强筋的存在使得薄壁构件在重量减轻的同时保证了其刚度和强度：构件厚度的减少可以有效地减轻构件的重量，而合理布置的筋可以保证构件的强度。真正实现了节约材料，降低成本的目的。筒类构件再设计

6、时也常常考虑在内部增加一定形状和数目的筋。各种大型、薄壁、整体、结构效益十分显著、复杂、精密、优质的铸锻件是航空航天发动机的承力的主要构件和关键构件，在[8]航空制造业中具有十分的重要地位，带内筋的大型整体复杂薄壁壳体就是其中的典型代表。然而，这些构件壁薄质轻、形状复杂、性能要求高，致使工件内外成形困难、脱模也困难。1中北大学学位论文1.1.2课题的意义随着该类构件的广泛应用，一条在提高生产效率降低成本的同时又能保证构件的性能的工艺成为广大学者的研究重点。精密塑性成形技术的发展为这类构件的加工提供了一条重要途径。

7、航空航天制造业是制造业重要的组成部分之一，是高新技术最为富集的产业，代表了一个国家最高制造业水平和和技术实力。受我国现有成形技术的限制，目前对这些构件主要采用旋压成形和机加工复合的工艺路线，这种工艺：①材料利用率仅[8-10]为10%-20%左右，材料利用率低；②由于这些构件壁厚很薄，刚度非常低，加工难度大，零件要求精度高，则需要多套辅助加工工装，生产辅助时间一般占零件生产周期[9-11][10,12-16]的70%-80%，制造周期长；③更重要的是机加工破坏了金属流线，使其性能远低于挤压件的性能，生产出的构件可

8、靠性差；④大型的旋压设备不仅昂贵，而且成形的环筋的质量往往不能达到要求，筋往往填充不满。特别是对于塑性成形性能低的镁合金来说，很容易出现裂纹、波纹、堆积、断裂等的缺陷。出现这样的缺陷自然材料利用率及生产率低下，导致成本的上升。如果铸造加工的方法，虽然材料利用率得到提高，但由于铸造砂眼、疏松等各种铸造缺陷的影响，废品率较高，零件合格率低，尤为重要[9]的是铸造材料机械性能低