5083铝合金板材折角加工的研究.pdf

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编号:20181111052433314152    类型:共享资源    大小:148.60KB    格式:PDF    上传时间:2019-02-16
  
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2010年lO月 材料开发与应用 ·9· 文章编号:1003.1545(2010)05-0009-03 5083铝合金板材折角加工的研究 张钧1,张毅斌2 (1.海军驻大连地区军代表室,辽宁大连116021;2.海军驻鞍山钢铁集团公司军事代表室,辽宁鞍山114000) 摘要:研究了5083高强度铝合金板材折角加工性能,通过工艺试验,确定出铝合金板材冷加工的最佳方案 和工艺参数,以确保铝合金板材冷加工成型质量,满足结构设计和隐身设计的要求。 关键词:5083铝合金;折角;冷加工;成型技术 中图分类号:TG306 文献标识码:A 铝合金因其导热系数和线膨胀系数都比钢 大,加之其熔点低,加热温度受到过烧温度限制, 并且加热时颜色变化不明显,很难控制加热温 度,给热加工带来很大困难,因此要尽量扩大冷 加工的加工范围。 铝板冷加工成型时,在模具中经受弯曲加工 的工件,由于弯曲带存在弹性变形,因而当工件自 模具中取出后,其弯角和弯曲半径将发生变化,一 般的规律是趋向于弯前的形状,这种现象称为“弹 性回弹”。掌握弹性回弹量是铝板冷加工成型技 术的关键。回弹值一般与下列因素有关:(1)相对 弯曲半径R/t(R为弯曲半径,t为板厚)愈大,回弹 角愈大;(2)材料屈服点愈高,回弹角愈大;(3)弹 性模量愈小,回弹角愈大;(4)在一定弯曲半径下, 弯角愈大,回弹角也愈大;(5)压力愈大,回弹角愈 小;(6)V型工件较u型工件的回弹角更大;(7)铝 板冷作硬化的程度不同对回弹角也有影响。 由于影响回弹量的因素很多,且各因素间又 相互影响,所以理论分析计算既复杂也很不准 确,实际生产中均按长期以来积累的经验图表查 得,或按一些简易公式计算后再经过实践加以修 正。但现有这些经验资料大多是针对钢质材料, 对于铝合金的资料却很少,所以有关5083铝合 金材料的一些加工特性只能通过试验获取。 1 试验 1.1试验材料 试验选用的材料为5083铝合金,化学成分 及力学性能分别见表1及表2。 表1化学成分(埘) % 表2力学性能 MPa 试样规格及试验角度见表3。 1.2试验步骤 收稿日期:2010—05—06 1.2.1试样3弯曲试验 根据试样弯曲试验标准尺寸,选取试样3在 试验机上进行300、60。、900、120。、1500折角试 验,分别调整上胎半径,使R/t=3、R/t=4、IL/t= 5、R/t=8进行试验,同时相应调整下胎间距,并 记录回弹角,见表4。 万方数据 ·lO· 材料开发与应用 2010年10月 注1):试样l为日本产的铝板5083一H321,试样2、3为国产铝板5083·I-1321。 表4回弹角记录表 1.2.2试样2弯曲试验 调整上胎弯曲半径,并进行90。、1200、150。 折角,记录回弹值,见表5。 表5回弹角记录表 1.2.3试验验证 (1)900折角验证 根据试样2、试样3弯制后确定的回弹值,选 取试样1进行冷弯验证。 通过对国产5083铝板进行冷弯试验获得的 数据,进行统计、分析,确定出预加回弹角13。 (P,./t=5.5),即冷弯至77。。用90。样板进行测 量。样板位置的选取按图1进行。 图1折角检验位置图 每一个样板选取的测量点位置按照图2 进行。 图2样板测量点位置图 对测量的结果进行记录,结果见表6。 表6 回弹测量记录表 rnrll (2)120。折角试验验证 根据试样2、试样3弯制后确定的回弹值,选 取试样1进行冷弯验证。 对国产5083铝板进行冷弯试验获得的数 据,进行统计、分析,确定出预加回弹角11 o(即弯 制1090停止)。并用120。样板进行测量,样板位 置的选取参照图1,每一个样板选取的测量点位 置参照图2执行。测量的结果见表7。 表7回弹测量记录表 mrn 样板位置hl h2 h3 h4 h5 (3)150。折角试验验证 根据试样2、试样3弯制后确定的回弹值,选 万方数据 第25卷第5期 张钧等:5083铝合金板材折角加工的研究 取试样1进行冷弯验证。 对国产5083铝板进行冷弯试验获得的数据 进行统计、分析,确定出预加12。回弹角,并用 150。样板进行测量。样板位置的选取参照图1, 每一个样板选取的测量点位置参照图2执行,测 量的结果见表8。 表8 回弹测量记录表 //l/n 2结果分析讨论 2.1 5083.H321铝合金板回弹经验曲线的绘制 对测量的数据进行统计分析,去除个别奇异 点,绘制出自由弯曲状态5083.H321铝合金板折 边加工回弹角曲线,见图3。 8 司 援 蓉 缸 9 )钐 -60‘ / 绉。 钐 ∥ , 】500/一二 1’n。 / 缓 夕 .一—,: 彩 / 衫 , BJt 图3 5083-H321铝合金板折边加工回弹角曲线 2.2铝板折边胎具的弯曲半径尺与板厚£的 比值一般要大于3 通过折边试验,发现,不能将钢板折边加工 胎具用来进行铝板折边。因为钢板的伸长率较 大,折边胎具的最小弯曲半径较小,一般为0.6£ 一3t(£为板厚),用钢板折边加工用的胎具进行 铝板90。弯曲时将产生裂纹(裂纹见图4),进一 步试验,发现当R/t小于2.5时,弯曲90。都会产 生裂纹。所以5083-H321铝合金板进行90。折边 加工时R/t一般要大于3。 图4折边裂纹 2.3 折边铝板弯曲部位边缘需倒圆处理。 折角前应将试样折角部位边缘进行倒圆处 理,如不处理则在折边时极易造成应力集中而导 致裂纹,一般倒圆长度应大于4倍弯曲半径,倒 圆半径取2mm,并用细锉修光。 回弹值与材料本身的材质特性有关,一般不 随材料的大小及存放的时间改变。 3 结论 5083一H321铝合金板的回弹值一般不随材料 的大小及存放时间的改变而改变。通过选取不 同大小的试样进行试验,测得的回弹值基本一 致,并对同一试样折边加工后随时间的改变进行 跟踪测量,结果回弹值也基本不变。 参考文献: [1]王吴影.铝及铝合金材料制品生产加工技术与质 量检测标准实务全书[M].北京:当代中国音像出 版社(光盘发行),2003. [2] 黄浩,等.船体工艺手册[M].北京:国防工业出版 社,1989. [3]顾纪清.铝合金船体及上层建筑施工[M].北京:国 防工业出版社,1983. Investigation of Folding Angle Process for 5083 AI Alloy Plates zHANG Junl。zHANG Yi.bin。 (1.Navy Representative House in Dalian,Dalian 1 16021,China; 2.Navy Representative House in Angang Steel Co Ltd,Anshang 1 14000,China) Abstract:The process of folding angle of 5083 A1 alloy plates used in some submarines was investigated in the paper.The re— suits showed that the optimal scheme and the topgallant technology are obtained by technique experiments,which call ensure cold machining quality of A1 alloy plates,and meet the design requirement of submarine structure and concealment. Keywords:5083 A1 alloy;Folding 8ngle;Cold machining;Shaping technology (编辑:房威) 万方数据
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