摘要: 随着社会的进步与科技的发展，航空航天领域对于轻质薄壁、复杂曲面构件的需求大幅增加，对构件成形精度的要求也越来越高，传统的刚模拉深已经难于满足要求。充液拉深作为一种用液体代替传统刚性模具的成形方法，在薄壁复杂构件的成形中获得更加均匀... 展开 随着社会的进步与科技的发展，航空航天领域对于轻质薄壁、复杂曲面构件的需求大幅增加，对构件成形精度的要求也越来越高，传统的刚模拉深已经难于满足要求。充液拉深作为一种用液体代替传统刚性模具的成形方法，在薄壁复杂构件的成形中获得更加均匀的壁厚分布，这得益于在充液拉深过程中建立起了摩擦保持效果；同时，充液拉深成形件具有较高的精度，这与充液拉深时液压的施加可以减小成形件拉深过程中的回弹密切相关。 本文在圆筒形件充液拉深应力分析基础上，推导了筒壁轴向拉应力理论解析公式，建立了轴向拉应力与液室压力、凸模摩擦系数之间的关系。随液室压力、凸模摩擦系数的增加，筒壁拉深过程中的轴向拉应力呈降低趋势。开展了5A06铝合金圆筒形件充液拉深有限元模拟，发现当液室压力在15MPa以下时，随着液室压力的增加，筒壁轴向应力减小，壁厚减薄降低，摩擦保持作用使壁厚分布更均匀。 实验研究了圆筒形件充液拉深过程，分析了液室压力以及凸模粗糙程度对摩擦保持效应的影响，通过应变与壁厚的测量，得到在液室压力在10MPa以下时，摩擦保持效果明显，最大壁厚减薄率以及轴向应变随着液室压力增加而减小。采用不同粗糙程度的凸模拉深，实验发现在一定程度上增加凸模的粗糙程度有利于降低壁厚的减薄，当凸模表面粗糙程度过大时，反而导致壁厚减薄增加。 开展了筒形件充液拉深回弹过程的力学分析，采用弯曲回弹理论，建立了液室压力与圆筒形件凸模圆角区板材弯曲回弹角的关系；同时利用有限元开展了圆筒形件回弹计算，发现在充液拉深过程中随液室压力的增加，筒壁、凸模圆角处以及凹模圆角处筒径的回弹减小，但筒底面的不平整度增加。 建立了圆筒形件充液拉深过程贴模精度在位测量装置，通过凸模内置位移传感器实现了充液拉深过程中筒形件侧壁贴模状态的实时测量，同时可以原位测量卸载后筒形件侧壁的回弹。开展了不同压边力、不同液室压力、不同材料、不同板厚以及不同的凸凹模间隙的圆筒形件充液拉深实验，分析了筒壁充液拉深过程的贴模规律和成形卸载后的回弹规律。对凸模圆角、筒径以及底面平面度进行了测量，发现筒壁的回弹随着液室压力的增加而减小，形状精度提高；屈服强度越大，板厚越小，凸凹模间隙越大，回弹也越大。同时发现，筒形件底的平整度随着液室压力的增加以及板厚的减小而变差。 收起