變徑管形體成形工藝分析

1、變徑管形體成形工藝分析熱擠具有優(yōu)越性的報(bào)峑原兇在于它不同于冷、溫?cái)D床的成形謐度*閃此，對(duì)于各種變形材料*要發(fā)揮熱成形的憂勢(shì)就必?zé)┻x擇最合適的擠壓溫度.所臥*對(duì)所用材料熱成形性能的研究是正確制定熱擠工藝的前提條件。在金屬的塑性加工過程中，流變應(yīng)力的大小決定了變形設(shè)備所需負(fù)荷以及所睛消耗能量的大小，但由于熱加T溫度較高且此零件外形較小因此變形抗力也不是主要考慮因素.由于此零件是碗用于軍工嚴(yán)品上姑諫零件的力學(xué)性腿要求極高，闔此分析材料變形條件（主要直括變形溫度、變形連率和變形量）對(duì)學(xué)悝能的也響規(guī)岸叮議為計(jì)辟機(jī)校擬冷成胎金血血?jiǎng)胚^觸以及優(yōu)化II藝參敵提供理論旅導(dǎo)O2.1.1實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)用2A12fr金

2、材料的化學(xué)成分如卜表1所示.H2.I賓驗(yàn)用細(xì)12材料的化學(xué)誡彷主要朮素雜質(zhì)的最高含最A(yù)1CuHgMnFeSiZn其他91.2-933.8-4.91.2-1.60.3-0.90.50.50.30.12A12t金中粥、犠含量較高，只能部鋁互熔，多余的則形成3兒和Alu脈化合物。這兩種化汴狗雖然使2A12強(qiáng)度規(guī)高.但材料的熬性卻急劇下歸，形成一種低咽件材料但是*疑鋁2A12在退火厲強(qiáng)度并不高*單位擠壓力要比低碳鋼低只要軟化退火處理得好，在理想的我面和潤滑處理?xiàng)l件卜，M以克服具塑性差的不利因素來進(jìn)行擠壓*2A12鋁合金是航空工業(yè)常用材料，它在室溫卜塑性穀差.度和哽度很高，切削加工比校困難.若采用熱擠壓

3、成形.成形力比較大，對(duì)模具強(qiáng)度的瓏求比校高*成形比較困難*rt至出現(xiàn)無法充型完整、擠裂等鍛壓缺陷濘了提高材料的蹩杵和擠壓件的冗寸精度和表面質(zhì)晨，故対具進(jìn)行熱擠圧成形的方怯加工。熱擠甩加工零件強(qiáng)度性能好材料耗粋少，能源耗費(fèi)低+污邀輕，坐產(chǎn)效率高*制造成本低，材料利用率高。實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)是在液壓機(jī)上進(jìn)行不同溫度等溫恒應(yīng)變速率壓縮變形，然后在萬能力學(xué)性能測(cè)試機(jī)上進(jìn)行拉伸。實(shí)驗(yàn)方法在062mm的鑄坯上截取90mm長(zhǎng)的関柱形試樣，試樣般選取髙徑比小f1.5,此時(shí)其對(duì)實(shí)際單向抗壓強(qiáng)度的影響最小。實(shí)驗(yàn)過程中，將試樣和模具加熱到實(shí)驗(yàn)溫度，安裝好模具后對(duì)試樣進(jìn)行擠壓，實(shí)驗(yàn)過稅結(jié)束時(shí)，試樣的最終變形量（真應(yīng)變，F(xiàn)同

4、）約為80%,并立刻淬入水中以固定其組紙。然后對(duì)試樣進(jìn)行固溶、自然時(shí)效處理，再將試樣加丁成拉伸試樣，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。具體實(shí)驗(yàn)方案如下：實(shí)驗(yàn)溫度為（C）：300,340,380,420,460：潤滑劑:石墨油劑;保溫時(shí)間:45inin：冷卻方式：圧縮變形后的試樣血接淬水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果變形過程結(jié)束時(shí)，人部分試樣的擠壓變形量達(dá)到30%左右。根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)，得出的應(yīng)力-位移曲線見圖2.1和不同擠壓溫度卜的抗拉強(qiáng)度以及延伸率曲線見圖2.2和怪2.3。192.1不同擠幾拙度拉伸的應(yīng)力位移曲錢46Oq44042O400-3B03604280320360400440圖22不同擠斥溫度下的抗拉強(qiáng)度22-i2803

5、20360400440iffHiAMO./C圖2.3不同擠壓溫度下的延伸率由實(shí)驗(yàn)曲線nffi-Jl；2A12鋁合金材料熱變形后材料的性能疔如卞特點(diǎn)：1. 材料的抗拉強(qiáng)度隨著變形時(shí)擠壓溫度的升高不但升高，但升高到430C左右后抗拉強(qiáng)度對(duì)變形時(shí)擠壓溫度不再敏感.2. 該材料的延伸率對(duì)變形擠壓溫度非常敏感，隨著變形時(shí)擠斥溫度的不同出現(xiàn)波動(dòng)性變化，但在450C以后延伸率的變化趨丁平緩。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析由圖2.2和圖2.3可見,當(dāng)材料在較低溫度（300*0、340*0、380C）變形時(shí)，變形完成后材料的抗拉強(qiáng)度明界的隨著變形溫度的升高而增強(qiáng)，但材料的延伸率急劇的波動(dòng)，先是下降然后又開始升高，但在較高的變形溫

6、度范IH380-C以后，變形完成后材料的抗拉強(qiáng)度有所下降后趨于不變，而材料的延伸率有一個(gè)急劇下降的過程然后在440-C以后變化趨于平緩。2.2工藝方案的制定第一方案該工藝方案簡(jiǎn)圖如圖2.4所示，將35X130mm毛坯査接放入【屮模中，凹模設(shè)計(jì)成與零件形狀相似。隨著凸模的下行，金屬沿徑向分別流向凹模，達(dá)到處終成型的要求尺寸。第二方案圖2.435方案簡(jiǎn)圖第-成形方案的待點(diǎn)：律部分變形不均勻.次擠壓成形，工序簡(jiǎn)單，但產(chǎn)生的磴片差較人，且零件的該工藝方案簡(jiǎn)圖如圖2.5所示,將82X25mm圓餅形坯料放入凹模中進(jìn)行擠壓成圖2.5第二方案簡(jiǎn)圖型。該方案的成形特點(diǎn)是坯料外徑尺寸與凹模匕端尺寸書近，毛壞能直接

7、平穩(wěn)地放置在凹模模腔內(nèi)，柑當(dāng)于金屬預(yù)先進(jìn)行分配，這樣在擠壓過程中就不易產(chǎn)生較人的壁厚差，11坯料的變形相對(duì)牧均勻。2.3兩種成形方案的比較從下圖2.6可以斤出，雖然第一方案比第二方案的載荷要低，但第二種方案的成型最犬我荷比第一種方案僅僅人400KN左右，所以我荷的影響并不大。但由于第二種方案柑肖于對(duì)成形金屬進(jìn)行了預(yù)分配，并11坯料的外形為擠壓提供簡(jiǎn)單可靠的定位，這樣不但對(duì)以預(yù)防坯料偏心適成的擠壓凸模在擠壓時(shí)承受偏心載荷，而11還可以很好的控制管形件壁厚差。第二方案坯料的外形與凹模內(nèi)腔的尺寸相接近，這樣冇利于在擠壓過程中的準(zhǔn)確定位坯料來保證成型零件的尺寸的精度。圖2.6擠壓力對(duì)比圖2.4小結(jié)（1）2A12鋁合金材料在360*C-460*C溫度區(qū)間擠壓時(shí),成形后材料的抗拉強(qiáng)度和材料的延伸率等材料力學(xué)性能都非簾的好。（2）在對(duì)兩種不同的