鍛壓技術(shù)：6063鋁合金管件雙向軸壓電磁脹形研究
2023-12-07【作 者】孫曉明;紀(jì)亞楠;王抒;周楠;崔曉輝
【前 言】
6063 鋁合金管件具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕和可熱處理強(qiáng)化等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車和能源等領(lǐng)域。但是，6063 鋁合金在室溫下的塑性變形能力差、容易破裂，可以通過改變成形工藝來改善材料的成形性能。Hu S H 等［1］在管件彈性介質(zhì)成形中加入軸向力，降低了成形過程中波紋管的破裂風(fēng)險(xiǎn)，使零件的減薄率控制在 10% 以內(nèi)。Hashemi S J 等［2］提出了 6063 鋁合金管件的溫?zé)岢尚?，隨著軸向進(jìn)給量和溫度的增加，管件脹形高度提高 了 30%。
在前期研究基礎(chǔ)上，本文提出了雙側(cè)剛性加壓的管件電磁脹形方法，建立了雙側(cè)剛性加壓的管件脹形有限元仿真模型和實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證了新方法的可行性。并且揭示了工藝參數(shù)對(duì)管件脹形高度的影響機(jī)制，建立了管件脹形條件下軸向側(cè)推力和徑向脹形力的匹配關(guān)系。
【結(jié) 論】
（1） 與無軸向加壓管件脹形方案 1 相比，雙側(cè)軸向加壓的管件脹形方案 2 增大了管件的軸向進(jìn)給量和徑向脹形量。隨著驅(qū)動(dòng)板直徑的增加，管件端部軸向側(cè)推力增加，并使管件中部的減薄率降低和最大脹形高度增加。
（2）采用順序耦合法分析了管件電磁管脹形過程，模擬得到的管件變形輪廓和厚度分布與實(shí)驗(yàn)誤差小于 10%。當(dāng)管件最大厚向應(yīng)變數(shù)值接近破裂極限的情況下，方案 2 管件中部的周向和軸向應(yīng)變分別比方案 1 增加了 75. 2%和 204. 7%。
（3）當(dāng)驅(qū)動(dòng)板直徑 D = Φ110 mm 時(shí)，管件端部和中部的壓強(qiáng)比值 P2 /P1 = 36. 95，此刻管件的最大脹形高度比方案 1 提高了 100%。
以下是正文：
