高精度17-4PH不锈钢隔碗拉深液压胀形复合成形工艺参数优化

赖亮庆，陈高升，冯林兆，苏正涛，刘嘉，李小军

高精度17-4PH不锈钢隔碗拉深液压胀形复合成形工艺参数优化

赖亮庆1,2，陈高升1,2，冯林兆1,2，苏正涛1,2，刘嘉1,2，李小军3

（1. 中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；2. 中国航发减振降噪材料及应用技术重点实验室，北京 100095；3. 北京航空航天大学，北京 100191）

针对17-4PH不锈钢冷成形回弹大、贴模性差等问题，研究17-4PH不锈钢隔碗零件的拉深成形和液压胀形规律，确定隔碗零件拉深液压胀形复合成形的最佳工艺及参数。利用有限元方法确定并优化了拉深预成形和液压胀形中的工艺参数。基于优化后的结果设计并制造了相关的模具，最终通过试验验证了有限元方法的有效性。结合数值模拟和试验的方法，提出了零件先拉深预成形、后液压胀形的多步成形方案，逐步优化了成形工艺参数，最终成形出了满足尺寸和精度要求的高精度隔碗零件。通过数值模拟获得了最佳的坯料直径及多步成形中的关键工艺参数，基于数值模拟优化为主和试验验证为辅的设计制造理念，解决了17-4PH不锈钢冷成形回弹大和贴模性差的问题。

拉深成形；液压胀形；数值模拟；回弹

曲面回转体零件的成形工艺是基于拉深和胀形的一种复合成形工艺，其成形是一个复杂的塑性变形过程。拉深一般是将一块平板坯料在凸模和凹模的共同作用下成形出一个开口空心零件的压制过程[1—2]，而胀形则是指将直径较小的桶形或锥形坯料通过刚性凸模或液压[3—5]由内向外膨胀，使之成为各种曲面零件的压制过程。……