帶環(huán)筋薄壁殼體鎂合金零件成形工藝研究

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1、中北大學(xué)學(xué)位論文4.2.9摩擦系數(shù)對(duì)工件損傷值的影響.......................................384.3參數(shù)優(yōu)化后零件的擠壓模擬成形過程....................................394.3.1分析模擬成形后的零件.............................................404.3.2對(duì)金屬流動(dòng)速度的模擬結(jié)果及分析...................................414.4小結(jié)...........

2、.....................................................42第五章模具設(shè)計(jì)5.1引言................................................................435.2擠壓模具設(shè)計(jì)........................................................435.2.1模具材料的選擇...............................................

3、....435.2.2擠壓模具設(shè)計(jì).....................................................445.3小結(jié)................................................................48結(jié)論參考文獻(xiàn)攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果致謝III中北大學(xué)學(xué)位論文第一章緒論1.1課題背景及意義1.1.1研究的相關(guān)背景面對(duì)資源約束趨緊能源供應(yīng)約束的嚴(yán)峻形勢(shì)，隨著航空航天等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和航空航天活動(dòng)的日益頻繁，

4、輕量化趨勢(shì)勢(shì)必在航空航天制造業(yè)成為主流，迫切需要大量采用結(jié)構(gòu)輕巧、形狀復(fù)雜系數(shù)小的大型輕合金整體薄壁構(gòu)件，以減輕重量和提高整機(jī)工作性能，具有明顯比強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)的新型鎂合金材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)越來越[1-3]廣泛。表1.1的數(shù)據(jù)顯示出了輕量化帶來的巨大經(jīng)濟(jì)效益。低碳生活的到來，國(guó)家提高了節(jié)能減排指標(biāo)，人們對(duì)于汽車的質(zhì)量要求也隨之提高，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更合理、質(zhì)量更輕的車輪成了設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)時(shí)考慮的重中之重。在航空航天領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量小、安全系數(shù)高和成本低的構(gòu)件永遠(yuǎn)是設(shè)計(jì)者的追求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和減重可以有效

5、的提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。在保證性能和安全性的前提下，結(jié)構(gòu)件的減薄減重是當(dāng)前[4-7]工程設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。[1]表1.1航空航天材料每減小一磅重量所帶來的經(jīng)濟(jì)效益商用飛機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)航天器300美元3000美元300000美元[4-7]在結(jié)構(gòu)件輕量化趨勢(shì)下，設(shè)計(jì)薄壁零件通常是人們減重構(gòu)件的首選，此時(shí)，加強(qiáng)筋成為了不可或缺的考慮因素，合適尺寸和位置加強(qiáng)筋的存在使得薄壁構(gòu)件在重量減輕的同時(shí)保證了其剛度和強(qiáng)度：構(gòu)件厚度的減少可以有效地減輕構(gòu)件的重量，而合理布置的筋可以保證構(gòu)件的強(qiáng)度。真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)約材料，降低成本的目的。筒類構(gòu)件再設(shè)計(jì)

6、時(shí)也常常考慮在內(nèi)部增加一定形狀和數(shù)目的筋。各種大型、薄壁、整體、結(jié)構(gòu)效益十分顯著、復(fù)雜、精密、優(yōu)質(zhì)的鑄鍛件是航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)的承力的主要構(gòu)件和關(guān)鍵構(gòu)件，在[8]航空制造業(yè)中具有十分的重要地位，帶內(nèi)筋的大型整體復(fù)雜薄壁殼體就是其中的典型代表。然而，這些構(gòu)件壁薄質(zhì)輕、形狀復(fù)雜、性能要求高，致使工件內(nèi)外成形困難、脫模也困難。1中北大學(xué)學(xué)位論文1.1.2課題的意義隨著該類構(gòu)件的廣泛應(yīng)用，一條在提高生產(chǎn)效率降低成本的同時(shí)又能保證構(gòu)件的性能的工藝成為廣大學(xué)者的研究重點(diǎn)。精密塑性成形技術(shù)的發(fā)展為這類構(gòu)件的加工提供了一條重要途徑。

7、航空航天制造業(yè)是制造業(yè)重要的組成部分之一，是高新技術(shù)最為富集的產(chǎn)業(yè)，代表了一個(gè)國(guó)家最高制造業(yè)水平和和技術(shù)實(shí)力。受我國(guó)現(xiàn)有成形技術(shù)的限制，目前對(duì)這些構(gòu)件主要采用旋壓成形和機(jī)加工復(fù)合的工藝路線，這種工藝：①材料利用率僅[8-10]為10%-20%左右，材料利用率低；②由于這些構(gòu)件壁厚很薄，剛度非常低，加工難度大，零件要求精度高，則需要多套輔助加工工裝，生產(chǎn)輔助時(shí)間一般占零件生產(chǎn)周期[9-11][10,12-16]的70%-80%，制造周期長(zhǎng)；③更重要的是機(jī)加工破壞了金屬流線，使其性能遠(yuǎn)低于擠壓件的性能，生產(chǎn)出的構(gòu)件可

8、靠性差；④大型的旋壓設(shè)備不僅昂貴，而且成形的環(huán)筋的質(zhì)量往往不能達(dá)到要求，筋往往填充不滿。特別是對(duì)于塑性成形性能低的鎂合金來說，很容易出現(xiàn)裂紋、波紋、堆積、斷裂等的缺陷。出現(xiàn)這樣的缺陷自然材料利用率及生產(chǎn)率低下，導(dǎo)致成本的上升。如果鑄造加工的方法，雖然材料利用率得到提高，但由于鑄造砂眼、疏松等各種鑄造缺陷的影響，廢品率較高，零件合格率低，尤為重要[9]的是鑄造材料機(jī)械性能低