双路径自然增压铝合金2A12O充液拉深

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1、第31卷2010年第6期6月航空学报ACTAAERoNAUTICAETASTRONAUTICASlNICAV01．3lNO．6June2010文章编号：1000—6893(2010)06—1266—06双路径自然增压铝合金2A120充液拉深王会廷，高霖，沈晓辉，李泷杲(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)HydromechanicalDeepDrawingofAluminumAlloy2A120AssistedbyAugmentedRadialPressureWangHuiting，GaoLin，Sh

2、enXiaohui，LiShuanggao(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)摘要：基于铝合金等难成形板材的需要，提出了双路径自然增压充液拉深新技术。用有限元法对铝合金2A120双路径自然增压充液托深进行研究，探讨径向压力和液池压力单独变化时对壁厚分布的影响；得到合理的液池压力和径向压力加载路径以及合适匹配比；分析了该方法中液池压

3、力和径向压力成比例变化时，壁厚分布的变化趋势。结果表明：采用15．O～20．0MPa的液池压力，并将液池压力经增压活塞1．45倍增压后引到毛坯法兰边缘，可获得壁厚分布比较均匀、成形质量较高的零件，并能显著提高板料的极限拉深比；液池和径向压力的比例变化影响成形零件的壁厚分布，并且在不同的成形阶段其影响趋势不同。对模拟分析得到的压力加载路径和增压比进行实验，得到拉深比达2．65的铝合金2A120杯形件，并建立其成形合理的压力区域。关键词：铝合金；充液拉深；自然增压；径向压力；板料成形中图分类号：V261；TG386文

4、献标识码：AAbstract：Sheethydroformingwithitsmanyadvantagesisgainingincreasingpopularityinindustry．Thisstudyproposesanewmethodnamedhydromechanicaldeepdrawingassistedbyaugmentedradialpressure．Byusingaluminumalloy2A120，theeffectofthepressuresinboththediecavityandblan

5、krimcavityonthewallthick—nessdistributionisseparatelystudiedwiththeassistanceofthefiniteelementmethod(FEM)．Theoptimalpressuresinthediecavityandtheblankrimcavityaswellastheproperratiobetweenthemareobtained．Cupswithmoreunifoginthicknessdistributionandbetterqual

6、itycanbesuccessfullyformedwhenthepressureinthediecavityisabout15．0-20．0MPatogetherwitharadialpressureinproportionof1．45tOthecavitypressure．Byusingtheloadingpathsobtainedfromsimulation。acupwithadrawingratioof2．65issuccessfullyformedandtheprocessingwindowforthe

7、cavitypressureisprovided．Keywords：aluminumalloys；hydromechanicaldeepdrawing；passivepressure；radialpressure；sheetforming板材充液拉深是一种将液压技术和板料成形技术相结合的先进制造技术【I。2]，与传统拉深方法相比，它具有拉深比大、零件成形表面质量好、尺寸精度高和能够成形复杂零件等优点[3]，特别适合成形结构形状复杂的零件以及低塑性材料，如铝合金、镁合金以及复杂结构拼焊板等材料的成形‘4‘5‘。随着

8、汽车、航空航天等领域零部件轻量化的需要，铝、镁等轻质合金获得了越来越多的关注和应用【6]。与深冲钢等材料相比，铝合金等轻质材料的硬化指数和厚向异性系数小，冷加工成形性收藕日期：2009—05—28；修订日期：2009—07—15通讯作者：高霖E—mail：meelgao@nuaa．edu．ca能差，是制约其获得更广泛应用的瓶颈之一。能够提高零件成形极限、减少成形道次的充液