摘要: 随着我国汽车工业及航空航天的发展，铝镁等轻质合金复杂曲面类零件的应用越来越广泛。然而，由于铝合金材料塑性差，而且曲面类零件成形过程中存在较大的悬空区，因此成形过程中易出现起皱破裂缺陷，传统的拉深技术很难成形。 充液拉深成形技术以... 展开 随着我国汽车工业及航空航天的发展，铝镁等轻质合金复杂曲面类零件的应用越来越广泛。然而，由于铝合金材料塑性差，而且曲面类零件成形过程中存在较大的悬空区，因此成形过程中易出现起皱破裂缺陷，传统的拉深技术很难成形。 充液拉深成形技术以其独特的成形优势，能够显著提高此类零件的成形极限，特别适合于复杂曲面类零件的成形。本文以5A06铝合金锥形件为研究对象，通过充液拉深数值模拟与实验研究，分析了锥形件的成形机理及各成形参数对成形性的影响。设计了大端直径为94mm，锥高为50mm，锥角分别为5°、10°、15°和20°的锥形件凸模，重点研究了锥角变化对锥形件成形性及成形极限的影响。 通过锥形件拉深成形的径向应力分析，给出了传统拉深与充液拉深两种成形方式下锥形件临界径向拉应力的计算公式，经过分析可知，锥角越大临界径向拉应力越大，要想得到较大的拉深比是很困难的。通过比较发现，由于液室压力的作用，充液拉深成形方式比传统拉深成形方式的断裂因子大很多，所以可以显著提高材料的成形极限。 通过以ETA/Dynaform前后处理程序及LS/Dyna求解器的模拟软件进行数值模拟研究，给出了锥形件充液拉深合理的液压加载路径，并根据其液压加载曲线的特点提出了液压加载转折点的重要成形参数。经过数值模拟研究，得到了锥形件不同锥角下的液压成形区域，并以最小减薄率为评价指标给出了各锥角下的最优液压加载曲线。对成形过程中出现的破裂与起皱缺陷进行了深入的分析，并根据其出现的原因给出了抑制措施。分析了锥角变化对锥形件充液拉深壁厚分布、应变分布、最高液室压力成形范围及成形极限的影响规律。结果表明：随着锥角的增大，锥角对其成形性的影响越来越明显，20°锥角时，其成形性急剧恶化。进一步给出了最高液室压力对锥形件壁厚分布的影响，最高液室压力较低时，提高液室压力可显著降低坯料减薄率，然而当最高液室压力增大到一定值时，这种壁厚减薄改善效果并不明显。 进行了锥形件充液拉深实验研究，并与数值模拟结果进行了对比分析，结果吻合很好。成功成形出了最高拉深比（坯料直径与锥形件小端直径之比）为3.38的20°锥形件。 收起