精密成形工程

作者：胡宁, 张治民, 任贤魏, 李智勇

单位：中北大学 a.材料科学与工程学院 b.轻合金构件智能成形山西省重点实验室,太原 030051

关键词：Al-Mg-Zn合金,直壁筋板线夹,预锻件,塑性成形,数值模拟,闭式模锻

基金：山西省重点研发计划（202402050201001）; 国家自然科学基金（52205427）

目的 针对目前某种通过开式模锻制备的直壁筋板异形铝合金线夹成形飞边严重、材料利用率低的问题,设计了一种带有闭式型腔结构的成形模具,优化得到与终锻模腔相匹配的预锻件几何参数,实现了该线夹的精确模锻成形。方法 针对两种成形工艺,在Deform-3D中进行有限元模拟,通过优化预锻件的形状和尺寸,确定了合适的模具结构及预锻件几何参数,进一步通过正交实验,研究了成形温度与应变速率对成形载荷及应变分布的影响,得到了适合该铝合金线夹的成形工艺参数。最后,通过试验验证了该成形方案的可行性。结果 通过模拟分析确定了适合直壁筋板异形铝合金线夹的预锻件形状、尺寸以及成形模具,并通过正交实验优化得到该直壁筋板异形铝合金线夹的较优成形工艺参数为成形温度450 ℃、挤压速度1 mm/s,解决了该线夹成形飞边多、最高的直壁填充不饱满的难题,与采用开式模锻的预锻件最终成形件相比,闭式模锻的材料利用率提高了31.39%,成形飞边面积减少了69.9%,成形载荷降低了56.73%。结论 有限元模拟优化结果表明,与开式模锻工艺相比,采用闭式模锻工艺制备的直壁筋板异形铝合金线夹,不仅材料利用率更高,加工余量面积更小,而且填充饱满,成形载荷更低。在1 600 t压力机上成形了该直壁筋板异形铝合金线夹,其尺寸满足生产实际需求。

来源：2026年第4期

《精密成形工程》期刊编辑部

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