選取大型TC4鈦合金雙層板工件為研究對象,采用超塑成形/擴(kuò)散連接工藝成形。通過材料基礎(chǔ)性能實驗獲得板料和模具材料在不同溫度下的比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)和熱膨脹系數(shù)等;通過成形過程的熱力耦合有限元數(shù)值模擬,得到板料貼模效果、厚度分布、溫度場變化和熱收縮后尺寸結(jié)果,并進(jìn)行實驗驗證。結(jié)果表明:成形后工件壁厚分布均勻,成形凹槽部位的板厚減薄率最大達(dá)到15%,降溫過程中的溫度變化和熱收縮引起最終的尺寸變化,并明確了模具長度方向的縮放系數(shù)應(yīng)為6‰⁷‰,對這種窄長工件的實際生產(chǎn)具有重要的參考價值。 

【文章來源】：制造技術(shù)與機(jī)床. 2016,(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

中板2厚度最小處的節(jié)點A點區(qū)域，如圖8所示為在成形過程中A節(jié)點處板厚隨時間的變

·85·選擇圖5中板2厚度最小處的節(jié)點A點區(qū)域，如圖8所示為在成形過程中A節(jié)點處板厚隨時間的變化。在變形階段，該區(qū)域首先發(fā)生曲面變形，然后超塑成形凹槽，其板厚一直在均勻減小，成形結(jié)束后，板厚約為0．85mm。3．3溫度場分析圖6是板1和板2降溫結(jié)束后的溫度分布云圖，圖7為降溫結(jié)束后上模具和下模具的溫度分布云圖。變形板的溫度分布與模具的溫度分布一致，都是在對應(yīng)模具厚度較大的部位溫度較高，邊緣處溫度較低，相同區(qū)域溫度值基本一致。在邊緣處，無論是模具還是變形板，在熱傳導(dǎo)和熱輻射等散熱機(jī)制作用下，散熱較快，溫度下降速度快;模具內(nèi)部和變形板的降溫主要靠熱傳導(dǎo)的作用，散熱較慢。A點和B點是板2降溫結(jié)束后溫度最高區(qū)域和邊緣處一點，圖8是兩點的溫度變化曲線，在15000s之前，由于這個時間段內(nèi)溫度高，下降較快，B點熱輻射和熱傳導(dǎo)速度比A點快;當(dāng)溫度降低至200℃以下后，溫度下降速度急劇降低。3．4熱收縮分析由于縱向整體尺寸較大，橫向較小，因而縱向因溫度降低造成的熱收縮尺寸變化較大，橫向變化較校

·85·選擇圖5中板2厚度最小處的節(jié)點A點區(qū)域，如圖8所示為在成形過程中A節(jié)點處板厚隨時間的變化。在變形階段，該區(qū)域首先發(fā)生曲面變形，然后超塑成形凹槽，其板厚一直在均勻減小，成形結(jié)束后，板厚約為0．85mm。3．3溫度場分析圖6是板1和板2降溫結(jié)束后的溫度分布云圖，圖7為降溫結(jié)束后上模具和下模具的溫度分布云圖。變形板的溫度分布與模具的溫度分布一致，都是在對應(yīng)模具厚度較大的部位溫度較高，邊緣處溫度較低，相同區(qū)域溫度值基本一致。在邊緣處，無論是模具還是變形板，在熱傳導(dǎo)和熱輻射等散熱機(jī)制作用下，散熱較快，溫度下降速度快;模具內(nèi)部和變形板的降溫主要靠熱傳導(dǎo)的作用，散熱較慢。A點和B點是板2降溫結(jié)束后溫度最高區(qū)域和邊緣處一點，圖8是兩點的溫度變化曲線，在15000s之前，由于這個時間段內(nèi)溫度高，下降較快，B點熱輻射和熱傳導(dǎo)速度比A點快;當(dāng)溫度降低至200℃以下后，溫度下降速度急劇降低。3．4熱收縮分析由于縱向整體尺寸較大，橫向較小，因而縱向因溫度降低造成的熱收縮尺寸變化較大，橫向變化較校

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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