6061铝合金山形杯反挤压工艺优化设计

文/郭俊敏，孙跃，庄晓伟·江苏龙城精锻有限公司

6061铝合金山形杯反挤压工艺优化设计

文/郭俊敏，孙跃，庄晓伟·江苏龙城精锻有限公司

山形杯采用反挤压工艺成形时，由于杯壁和中心凸台端面在反挤压成形过程不受约束，其高度的一致性是挤压时控制的难点。本文以一种铝合金山形杯为例，分析了摩擦系数、原材料状态、凸模工作带形式等方面对其高度的影响规律。采用虚拟材料法，进一步分析了原材料的应力—应变曲线对杯壁和中心凸台和高度差的影响。

铝合金山形杯的初始生产工艺

山形杯是一种中心带凸台的杯形件，所用的材质为6061，成形工艺流程为：下料→退火→表面润滑处理→反挤压→T6热处理→车端面。山形杯反挤压模具分为上模和下模，下模固定在压力机台面上，上模随压力机滑块向下运动挤压材料成形，如图1所示。按照此工艺方案进行反挤压成形时，发现山形杯中心凸台高度明显低于杯壁高度，如图2所示。可见反挤压成形时中间凸台处坯料和杯壁处坯料流动速度不一致。

图1 模具示意图

图2 工件图

试验设计与工艺优化

影响山形杯材料在成形过程中流动速度的因素有：设备的工作速度、材料和模具的摩擦系数、原材料状态、模具工作带高度等。由于设备的工作速度恒定，本文仅以摩擦系数、原材料状态、模具工作带高度这三个要素作为因子，山形杯杯壁和中心凸台高度差作为响应，通过Minitab来分析响应和各因子之间的关系。……