金属流动控制成形技术(Flow Control Forming简称FCF)是近年来发展起来的一种新的成形工艺技术,国外率先开发出该项技术并将该技术应用于安全气囊、空调涡旋压缩器涡旋盘等复杂零件大批量生产中,并取得了很好的经济效益和社会效益。该技术的特点在于:可以精确控制金属材料的非均匀塑性流动,提高其成形性能,实现更复杂结构件的精密成形;可以有效地避免折叠、充不满等缺陷的产生,使成形金属制件流线连续致密,提高了产品的机械性能;可以使制件表面更加光洁,尺寸精度更高。金属流动控制成形是当前金属精密成形领域的前沿技术,也是国际塑性加工技术所关注的热点课题。 本文结合汽车空调涡旋压缩器核心零件涡旋盘及其高硅铝合金4032材料,通过实验研究了该材料流动应力应变规律,结合材料参数以有限元分析软件Deform3D为工具,对涡旋盘流动控制成形(本文又称背压成形)规律进行了几个方面的研究,本文的研究主要包括以下几个方面的工作: 1.通过实验研究了高强比铝合金4032材料在不同温度和应变速率下的流动应力应变关系,为数值模拟提供了必要的材料参数。 2.分别对三种不同涡旋基圆外径涡旋盘在无背压成形过程中涡旋部分成形规律进行了研究,获得了外径大小与涡旋挤出长度的关系。 3.分析了在不同背压力下涡旋部分的挤出长度分布规律以及背压力大小对成形载荷的影响规律,确定了该零件背压力最佳取值范围。 4.对不同背压距离下的背压成形过程进行了仿真分析,确定了背压距离大小对成形载荷以及涡旋端部平整度的影响规律。 5.通过数值模拟分析了变形温度和摩擦润滑对成形载荷的影响规律 6.对模具在不同成形载荷下的受力及变形情况进行了分析,获得了成形载荷大小与模具所受最大应力的变化规律。 7.通过实验研究了涡旋盘背压成形,并和数值模拟结果进行了对比分析。 本文主要通过数值模拟对涡旋盘成形规律进行研究,对影响成形的诸多因素