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1、·90·重型機(jī)械基于正交試驗(yàn)的鈦合金盒形件液壓成形工藝優(yōu)化索小琳，余心宏，陳亮(西北工業(yè)大學(xué)，陜西西安710072)摘要：基于Dynaform軟件平臺(tái)，建立了TC2鈦合金盒形件液壓成形的三維有限元模型。以液壓力、壓邊力、凸模圓角為因子，成形深度、最小壁厚以及最大增厚率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)計(jì)了3因素5水平的正交試驗(yàn)方案。通過極差分析，確定了各因素影響評(píng)價(jià)指標(biāo)的主次順序，并運(yùn)用綜合平衡法和方差分析，獲得了優(yōu)選的因素水平組合。關(guān)鍵詞：TC2鈦合金；盒形件；液壓成形；正交試驗(yàn)中圖分類號(hào)：TG376文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—196X(2012)03—0090—05Op
2、timizationofhydroformingprocessfortitaniumalloysquareboxbasedonorthogonaltestsSUOXiao—lin．YUXin—hong．CHENLiang(No~hwesternPolyteehnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：BasedonDynaformsoftwareenvironment，a3DfiniteelementmodelofhydroformingforTC2titani—umalloybox—shapedpanswasest
3、ablished．Takingthehydraulicpressure，blankholderforceandpunch—noseangleasthefactors，aswellas~rmingdepths，minimumwallthicknessesandmaximumthickeningrateastheevalutionindexes，aschemefororthogonaltestsweredesigned．Thesequenceoffactorsa'ffectingtheformingqualitywasconformedwiththeanalysi
4、sofrange．Themostoptimalfactorcombinationwasobtainedbyapplyingcomprehensivebalancemethodandvarianceana[ysis．Keywords：TC2titaniumalloy；boxshapedpart；hydroforming；orthogonaltest出了一些抑制破裂等成形缺陷的措施，使液壓拉U日U吾深工藝進(jìn)入了實(shí)用階段J。熱態(tài)充液拉深作為近年來，隨著結(jié)構(gòu)輕量化的需要，板料充液板料液壓成形發(fā)展的一個(gè)重要方向，可以很好地拉深作為板料液壓成形的一種重要加工方法受到解決鈦
5、合金、鎂合金、鋁合金等高性能合金室溫國內(nèi)外的重視，并被越來越多地應(yīng)用于汽車、軍塑性低、成形困難的問題。可以使成形性能差的工、航空、航天等領(lǐng)域¨J。鈦及鈦合金由于其輕金屬材料成形能力得到提高，促進(jìn)其在航天航比重小、強(qiáng)度高、熱強(qiáng)度好、耐腐蝕性好、低溫空領(lǐng)域中的應(yīng)用。韌性好等優(yōu)異的性能，也得到了廣泛應(yīng)用。但鈦本文運(yùn)用Dynaform軟件，對(duì)鈦合金盒形件合金材料的應(yīng)變硬化指數(shù)值、厚向異性指數(shù)值較的液壓成形過程進(jìn)行了模擬。并對(duì)影響板材液壓小，導(dǎo)致室溫拉深性能較差J。成形的液壓力，壓邊力和凸模圓角半徑三個(gè)關(guān)鍵20世紀(jì)70年代中期以后，日本學(xué)者對(duì)鈦合因素進(jìn)行正交試驗(yàn)分析，以
6、期對(duì)鈦合金盒形件液金板材拉深工藝進(jìn)行了比較細(xì)致的試驗(yàn)研究，提壓成形工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)。1板材液壓成形原理及特點(diǎn)收稿日期：2012—03—25；修訂日期：2012—04—26作者簡介：索小琳(1989一)，國防工業(yè)難變形材料鍛造技術(shù)研板材液壓成形分為有多種方法，充液拉深究應(yīng)用中心碩士生，主要研究方向?yàn)樗苄约庸ば录夹g(shù)和新工藝。成形是其中較為典型的一種方法。板材充液拉2012N0．3重型機(jī)械·91·深是在凹模中充滿液體，利用凸模(帶動(dòng)板有限元模型中板坯為BT殼單元，模具為剛體料)進(jìn)入凹模完成板材成形的加工方法J。圖殼單元。1、圖2分別為典型鈦合金盒形件充液拉深成形
7、表1TC2材料性能參數(shù)Table1MaterialpropertiesofTC2at550~C的壁厚分布圖和應(yīng)變分布圖。由圖可以看出，零件底部圓角處壁厚有所減小，應(yīng)變較大，而在零件靠近口部的直壁區(qū)域壁厚有所增大，應(yīng)變較小，但厚度和應(yīng)變變化幅度都較小，壁厚2．1試驗(yàn)方案分布較均勻。這是由于反向液壓的作用，使板本試驗(yàn)以液壓力、壓邊力及凸模圓角半徑為料與凸模緊緊貼合，產(chǎn)生“摩擦保持效果”，引因子，以成形所得的盒形件的成形深度、最小減小了板料在凸模圓角處(傳統(tǒng)拉深時(shí)的危險(xiǎn)壁厚和最大增厚率為目標(biāo)，選用六因素五水平正斷面)的徑向應(yīng)力，提高了傳力區(qū)的承載能7454；}-}；
8、l8O4-623-9613_l-l91
