深锥形壳体温挤压成形工艺与模具

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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