基于正交试验的钛合金盒形件液压成形工艺优化.pdf

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1、·90·重型机械基于正交试验的钛合金盒形件液压成形工艺优化索小琳，余心宏，陈亮(西北工业大学，陕西西安710072)摘要：基于Dynaform软件平台，建立了TC2钛合金盒形件液压成形的三维有限元模型。以液压力、压边力、凸模圆角为因子，成形深度、最小壁厚以及最大增厚率为评价指标，设计了3因素5水平的正交试验方案。通过极差分析，确定了各因素影响评价指标的主次顺序，并运用综合平衡法和方差分析，获得了优选的因素水平组合。关键词：TC2钛合金；盒形件；液压成形；正交试验中图分类号：TG376文献标识码：A文章编号：1001—196X(2012)03—0090—05Op

2、timizationofhydroformingprocessfortitaniumalloysquareboxbasedonorthogonaltestsSUOXiao—lin．YUXin—hong．CHENLiang(No~hwesternPolyteehnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：BasedonDynaformsoftwareenvironment，a3DfiniteelementmodelofhydroformingforTC2titani—umalloybox—shapedpanswasest

3、ablished．Takingthehydraulicpressure，blankholderforceandpunch—noseangleasthefactors，aswellas~rmingdepths，minimumwallthicknessesandmaximumthickeningrateastheevalutionindexes，aschemefororthogonaltestsweredesigned．Thesequenceoffactorsa'ffectingtheformingqualitywasconformedwiththeanalysi

4、sofrange．Themostoptimalfactorcombinationwasobtainedbyapplyingcomprehensivebalancemethodandvarianceana[ysis．Keywords：TC2titaniumalloy；boxshapedpart；hydroforming；orthogonaltest出了一些抑制破裂等成形缺陷的措施，使液压拉U日U吾深工艺进入了实用阶段J。热态充液拉深作为近年来，随着结构轻量化的需要，板料充液板料液压成形发展的一个重要方向，可以很好地拉深作为板料液压成形的一种重要加工方法受到解决钛

5、合金、镁合金、铝合金等高性能合金室温国内外的重视，并被越来越多地应用于汽车、军塑性低、成形困难的问题。可以使成形性能差的工、航空、航天等领域¨J。钛及钛合金由于其轻金属材料成形能力得到提高，促进其在航天航比重小、强度高、热强度好、耐腐蚀性好、低温空领域中的应用。韧性好等优异的性能，也得到了广泛应用。但钛本文运用Dynaform软件，对钛合金盒形件合金材料的应变硬化指数值、厚向异性指数值较的液压成形过程进行了模拟。并对影响板材液压小，导致室温拉深性能较差J。成形的液压力，压边力和凸模圆角半径三个关键20世纪70年代中期以后，日本学者对钛合因素进行正交试验分析，以

6、期对钛合金盒形件液金板材拉深工艺进行了比较细致的试验研究，提压成形工艺优化提供理论依据。1板材液压成形原理及特点收稿日期：2012—03—25；修订日期：2012—04—26作者简介：索小琳(1989一)，国防工业难变形材料锻造技术研板材液压成形分为有多种方法，充液拉深究应用中心硕士生，主要研究方向为塑性加工新技术和新工艺。成形是其中较为典型的一种方法。板材充液拉2012N0．3重型机械·91·深是在凹模中充满液体，利用凸模(带动板有限元模型中板坯为BT壳单元，模具为刚体料)进入凹模完成板材成形的加工方法J。图壳单元。1、图2分别为典型钛合金盒形件充液拉深成形

7、表1TC2材料性能参数Table1MaterialpropertiesofTC2at550~C的壁厚分布图和应变分布图。由图可以看出，零件底部圆角处壁厚有所减小，应变较大，而在零件靠近口部的直壁区域壁厚有所增大，应变较小，但厚度和应变变化幅度都较小，壁厚2．1试验方案分布较均匀。这是由于反向液压的作用，使板本试验以液压力、压边力及凸模圆角半径为料与凸模紧紧贴合，产生“摩擦保持效果”，引因子，以成形所得的盒形件的成形深度、最小减小了板料在凸模圆角处(传统拉深时的危险壁厚和最大增厚率为目标，选用六因素五水平正断面)的径向应力，提高了传力区的承载能7454；}-}；

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