西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)：GH4169異徑三通成形工藝研究
2022-05-06【作 者】 趙彬;趙恒章;郭荻子;羅媛媛;毛小南;吳金平
【前 言】
液壓脹形是利用液體介質(zhì)在管坯內(nèi)部施加高壓,從而使管材沿徑向局部變形的一種先進(jìn)金屬塑性成形工藝，適用于制造航空、航天、汽車行業(yè)的沿構(gòu)件軸線變化的圓形、矩形截面或異形截面空心構(gòu)件, 如汽車的排汽系統(tǒng)異形管件、非圓截面空心框架如副車架、儀表盤支架、車身框架(約占汽車總重量的11%?15%)和空心軸類件、復(fù)雜管件等(1-3)。與采用傳統(tǒng)的鑄造、焊接、鍛造和機(jī)加工等工藝相比，液壓脹形工藝具有諸多優(yōu)點(diǎn),如減輕質(zhì)量,節(jié)約材料;減少零件和模具數(shù)量,降低模具費(fèi)用;提高強(qiáng)度與剛度;降低生產(chǎn)成本等,但在成形過(guò)程中管坯金屬的變形行為非常復(fù)雜,理論分析比較困難(4-6)。近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展及有限元數(shù)值分析理論的研究不斷深入,有限元數(shù)值模擬在金屬成形分析中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大?有限元數(shù)值模擬能精確仿真內(nèi)高壓成形，預(yù)報(bào)成形缺陷，并能方便地調(diào)整各工藝參數(shù)的匹配關(guān)系，使分析復(fù)雜的內(nèi)高壓成形工藝過(guò)程成為可能，極大地促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用(7-8)。本研究模擬了 GH4169異徑三通管件液壓成形過(guò)程管件壁厚變化規(guī)律，并分析了不同工藝因素對(duì)液壓成形質(zhì)量的影響，獲得了較優(yōu)的工藝參數(shù)，為實(shí)際生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。
【摘 要】針對(duì)特種管路設(shè)計(jì)的GH4169異徑三通,模擬研究了液壓脹形過(guò)程的金屬流動(dòng)規(guī)律,研究了加載路徑、摩擦系數(shù)、管坯的尺寸等工藝因素對(duì)成形質(zhì)量的影響,采用優(yōu)化的工藝參數(shù),解決了成形過(guò)程中管件開裂和失穩(wěn)起皺等問(wèn)題.結(jié)果表明:異徑三通管成形過(guò)程中壁厚最小的區(qū)域分別是:支管頂端、底部圓弧頂端處、主管側(cè)壁中心處;壁厚最大的區(qū)域分別在主管左右兩端、支管拐角處、圓弧過(guò)渡處.成形過(guò)程摩擦系數(shù)越小,對(duì)異徑三通管成形越有利;內(nèi)壓相對(duì)較大時(shí),對(duì)異徑三通管成形有利;變壓加載時(shí),對(duì)管件成形最有利。
【結(jié) 論】
(1) GH4169異徑三通管液壓脹形過(guò)程中容易出現(xiàn)折皺或破裂問(wèn)題，可以通過(guò)控壓和加載方式解決。
(2) GH4169異徑三通管液壓脹形過(guò)程中，壁厚最小的區(qū)域分別是:支管頂端、底部圓弧頂端處、主管側(cè)壁中心處;壁厚最大的區(qū)域分別是:主管左右兩端、支管拐角處、圓弧過(guò)渡處。
(3) 成形過(guò)程摩擦系數(shù)越小,對(duì)異徑三通管成形越有利;內(nèi)壓相對(duì)較大時(shí),對(duì)異徑三通管成形有利;變壓加載時(shí),對(duì)管件成形最有利。
