高精度铝合金矩形管冷拉拔成形中的内表面粗糙度研究

    高精度铝合金矩形管是微波传导主要介质，广泛应用于电子、导航、通讯等领域。由于使用的环境的特殊性，铝合金矩形管除了需要具备很高的形状和尺寸精度外，其内表面粗糙度也有着近乎苛刻的限定。目前可以制备满足尺寸、形状精度要求成品管，但其内表面粗糙度与实际使用仍存在一定的差距。

首先对尺寸规格为91.62×48.26×2.05mm的Al6061矩形管宏观拉拔工艺过程进行有限元分析，然后基于晶体塑性的理论，依据宏观分析结果对成品管的特定部位进行细观有限元分析。宏观分析与细观分析相结合的方法，为解决铝合金矩形管拉拔过程中的内表面粗糙度问题提供了一条新的途径。然而由于拉拔过程中的材料变形情况十分复杂，不利于分析单个因素对表面粗糙度的影响，因此本文从简单塑性变形过程（如：单向拉伸）出发，研究各因素对塑性变形后的表面粗糙度演变的影响，为今后解决矩形管内表面粗糙度问题提供理论依据。

主要研究内容如下： 1)根据铝合金矩形管的成形特点，确定三道次拉拔成形方案，并对其成形过程进行宏观有限元分析。将有限元分析结果与生产试验结果进行比较以验证模拟的有效性。 2)由于第三道次拉拔直接决定了成品管的尺寸精度、形状精度和内表面质量，因此选取第三道次的几个特殊位置（长边、短边的中点带台阶处和长边、短边的端部不带台阶处）提取边界条件，进行细观有限元分析。考虑到测量误差、粗糙度参数表征体系间的差别以及模型的简化，模拟与生产试验中得到的表面粗糙度基本吻合，检验了宏-细观耦合分析拉拔过程中粗糙度演变的可行性。