5A06铝合金框形件拉深成形过程研究

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1、工学硕士学位论文5A06铝合金框形件拉深成形过程研究INVESTIGATIONONDRAWINGOF5A06ALLUMINUMALLOYFRAME-SHAPEDPART胡晓哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TG306学校代码：10213国外图书分类号：621.774.8密级：公开工学硕士学位论文5A06铝合金框形件拉深成形过程研究硕士研究生：胡晓导师：徐永超教授申请学位：工学硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG306U.D.C:621.774.8Dissert

2、ationfortheMasterDegreeinEngineeringINVESTIGATIONONDRAWINGOF5A06ALLUMINUMALLOYFRAME-SHAPEDPARTCandidate:HuXiaoSupervisor:Prof.XuYongchaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MaterialsProcessingEngineeringAffiliation:SchoolofMaterialsSci.&Eng.DateofDefence:June,2015Degree-Co

3、nferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近年来，随着航空航天事业的迅速发展，对于形状复杂的铝合金薄壁零件需求日益增大，特别是用作连接或者机身结构强化的框形件应用广泛。由于铝合金的塑性较低、成形性能较差，采用传统的拉深成形工艺成形难度较大。通过对坯料预先设置工艺切口，使得切口附近材料变形应力得到释放，利用拉深—翻孔复合成形，可以有效提高框形件的成形极限。本文以航空领域某框形零件的成形为背景，通过数值模拟和实验相结合的方法，对5A06铝合金框形件的成形过程进行研究，分析不同工艺参数对其成形的

4、影响，以获得不同工艺参数下框形件的极限变形量。利用有限元模拟软件Dynaform5.9对5A06铝合金框形件成形过程进行了数值模拟研究，分析了坯料形状和尺寸、模具锥台顶部圆角、模具锥台锥角以及液室压力对框形件壁厚分布的影响，确定出坯料合理的开口形状和尺寸。分析不同工艺参数下框形件的应变分布规律，指出其缺陷形式及产生原因。为了进一步验证成形方法的可行性和坯料形状尺寸、模具结构参数及液室压力对5A06铝合金框形件成形的影响，对框形件的成形过程进行了实验研究。实验结果揭示了坯料开口直径、模具锥台顶部圆角、模具锥台锥角、液室压力以及成形道次对壁厚分布的影响规律，发现实验结果与数值模拟

5、规律较为吻合。最后，总结了发生破裂的位置和裂纹方向，并获得了不同工艺参数下框形件的极限拉深深度。通过设计合理的坯料开口形状和尺寸、增大锥台顶部圆角和减小锥台锥角、中间退火多道次成形能有效提高框形件的成形极限。关键词：框形件；数值模拟；工艺切口；成形极限；壁厚-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentoftheaerospaceindustry,thedemandforthethin-walledaluminumpartswithcomplexshapeisincreasing.Especial

6、ly,theapplicationofframe-shapedpartsisveryextensive,whichareusedforconnectionorfuselagestructurestrengthening.Duetoit’spoorplasticityandformabilityofaluminumalloy,itisdifficultforaluminumalloytoformwithconventionaldeepdrawing.Settingpre-manufacturedholeontheblankcanhelptoreleasethedeformati

7、onstressnearthehole.Forminglimitofthesepartscanbeeffectivelyimprovedwithacompounddeformationmodeofdrawing-flanging.Inthispaper,basedontheformingofframe-shapedpartsinthefieldofaerospace,theformingprocessof5A06aluminumalloyframe-shapedpartswasstudiedbymean