精密鋁管車削加工零件低表面應力的使用性能要求,采用有限元和試驗相結合的方法,對硬鋁合金進行微米級的超精密車削仿真和試驗.分析切削過程的切削力和切削溫度,研究已加工表面殘余應力產(chǎn)生的原因及殘余應力的性質,得到切削深度和切削速度對已加工表面殘余應力的影響規(guī)律.仿真結果表明:精密鋁管金剛石刀具車削硬鋁合金,切削溫度低,切削力小,但是單位切削力大.切削力是已加工表面形成殘余壓應力的主導因素.表層殘余應力隨著切削深度的增加而變大,隨著切削速度的增大反而有減小的趨勢.在微米級硬鋁合金的超精密切削過程中,切削深度對已加工表面殘余應力的影響更為顯著.進行微米級的超精密車削試驗,采用XRD對表層殘余應力進行測量,對有限元仿真結果進行了驗證,鋁合金具有一系列優(yōu)良性能,如密度小、比強度和比剛度高、抗沖擊性良好、耐腐蝕、耐磨及高的再生性等,被認為是實現(xiàn)轎車輕量化的首選材料。近年來,鋁合金零部件在轎車中所占的比重不斷增加,具有很大的開發(fā)潛力。本文首先綜述了高強度鋁合金塑性成形加工工藝的國內外發(fā)展概況以及存在的問題,圍繞轎車零件7075(LC4)精密鋁管高強度鋁合金多層杯筒形零件和中高硅鋁合金SC100-T6活塞尾的精密塑性成形新工藝的研究,采用塑性成形理論、有限元模擬和工藝試驗相結合的方法,做了一系列的工作,成功地開發(fā)了安全氣囊關鍵零件的流動控制成形工藝和活塞尾精密熱模鍛工藝。分析了轎車安全氣囊氣體發(fā)生器關鍵零件的結構和形狀特征,設計了兩種閉式反擠壓成形工藝,并分析了它們的異同;提出了以閉式擠壓為變形特點的流動控制成形時金屬最后充滿模腔部位的判據(jù)、流動控制成形力的計算模型,并建立了成形力的計算公式;對殼體鍛件流動控制成形過程進行了剛塑性有限元模擬,分析了成形過程中的應力場、應變場、速度場的分布及力-行程曲線的變化,提出了兩種擠壓凸模設計方案;在理論研究的基礎上,對殼體和壓蓋進行了工藝試驗,得到了優(yōu)質精密鍛件。對于中高硅鋁合金零件,傳統(tǒng)的方法是采用壓鑄工藝生產(chǎn)。近年來,隨著轎車性能的不斷提高,要求采用塑性成形工藝制造。
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