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1、第2卷第5期精密成形工程2010年9月JOURNALOFNETSHAPEFORMINGENGINEERING深锥形壳体温挤压成形工艺与模具王长林,陈俊之,赵志翔。,万宝文,刘汉雄(1.西安东方集团有限公司,西安710043;2.中国兵器工业第五九研究所,重庆400039)摘要:针对某铝合金深锥形壳体的温挤压成形过程,用有限元数值模拟软件进行了模拟,分析了成形工艺及模具设计。提出了消除产品壁厚差较大、孔口高低不平现象的措施。关键词:铝合金;深锥形壳体;温挤压成形;有限元;工艺参数;数值模拟;模具设计中图分类号:TG376文献标识码:A文
2、章编号:1674-6457(2010)05—0057—04WarmExtrusionTechnologyandDieofDeepTaperedShellWANGChang—lin,CHENJun—zhi,ZHAOZhi—xiang。,WANBao—wen,LIUHan—xiong(1.Technologysection,Xi'anDongfangGroupCo.Ltd.,Xi'an710043,China;2.No.59InstituteofChinaOrdnanceIndustry,Chongqing400039,China)Abs
3、tract:Warmextrusionwassimulatedbyfiniteelementsoftwareforanaluminiumalloydeeptaperedshel1.Theform—ingtechnologyanddiedesignwereanalysed.MeasureswereputforwardtOtheproblemsoflargerwallthicknessdifferenceandraggedorifice.Keywords:aluminiumalloy;deeptaperedshell;warmextrus
4、ion;finiteelement;technologyparameter;numericalsimu—lation;diedesign某产品中的深锥形壳体如图1所示,材料为高强度铝合金2A12,主要成分(质量分数)为:铜3.9~4.8,镁1.2~1.6,锰0.3~0.9,其余为铝。这种材料可以进行热处理强化,有较高的强度和耐热性,塑性较差。该类深锥形零件应用较多,以前均采用棒料机械加工,费工费料,生产效率低。采用温挤压方法生产,既易于成形,获得较好的强度,又能节省材料,提高生产效率。成形过程数值模拟图1深锥形壳体产品温挤压成形模型如
5、图2所示,温挤压毛坯如图3Fig.1Deeptaperedshell所示,成形温度为350~380℃,模具温度为150℃,收稿日期:2010—08—05作者简介:王长林(1955一),男,山东荣城人,高级工程师,主要从事金属塑性成形工艺及模具的研究。精密成形T程2010年9月_lh第53步2温挤压成形模型Fig.2Modelofwarmextrusionc第110步d第169步图4金属流动过程模拟Fig.4Metalflowsimulation图3挤压毛坯Fig.3Extrusionblank有效模拟步数为169,模拟步长为0.5mm
6、,网格数为a第l0步l第6(】步20000。采用毛坯直径与零件筒部外径相同,毛坯尺寸为书52mm×45mm,体积为95518.8mm。。金属流动过程如图4所示。成形过程中的等效应力和等效应变分别如图5和图6所示。成形过程中的载荷变化如图7所示,最大载荷约1530kN。2A12高温流变应力参考文献[2]试验结果,如图8所示。。35.4通过用Deform软件对该挤压件的成形过程模第110步(1第169步拟,可以知道该挤压件能够挤压成形,不出现开裂、图5成形过程中的等效应力折叠等缺陷。该零件变形程度很大,达到87,且Fig.5Effecti
7、vestressinformingprocess挤压过程中会产生大量的新生带表面和粘模现象,第2卷第5期王长林等:深锥形壳体温挤压成形工艺与模具在挤压过程中凸模头部受力较大。∞第2模具设计B步㈤挤压过程中会产生粘模,挤压件和凸模之间接触传热,挤压件降温收缩,冷凸模升温膨胀,如挤压结束的瞬间不能立即脱模,凸模和挤压件之间的过0.0143盈量增大,挤压件抱死凸模。为使脱模容易,所设计El0.7275.15的模具如图9所示。a第l0步b第6O步凸模~/jf/A.1jE1i.爵:d第169步图6成形过程中的等效应变嚣lijFig.6Effec
8、tivestraininformingprocess妊—Il图9温挤压模具结构Fig.9Diestructureofwarmextrusion互设计了一种机械手自动上料自动脱模装置。该\柱装置迫使零件在挤压结束瞬间脱开凸
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