【作 者】 田仲可
【引 言】
圖1所示為一回轉(zhuǎn)體形制件母線示意圖。該制件采用壁厚為2mm、外徑Φ=60mm、長(zhǎng)度為100mm的MW 900L圓管毛坯，在內(nèi)部高壓液體和兩端軸向壓縮推進(jìn)的聯(lián)合作用下經(jīng)由內(nèi)高壓脹形工藝成形而成。圓角半徑R允許在2~10mm范圍內(nèi)選取，以使制件壁厚減薄最小而整個(gè)制件壁厚均勻性最高。
管坯兩端施加軸向壓縮的目的在于抑制脹形變形區(qū)壁厚減薄以及促進(jìn)制件與模腔緊密貼合。材料在流經(jīng)圓角半徑R處時(shí)要發(fā)生彎曲變形，該處的管壁內(nèi)側(cè)部位是整個(gè)制件壁厚減薄最劇烈的地方。一方面，圓角半徑R不宜過(guò)大，否則材料由小60mm的直壁區(qū)向45o的斜壁區(qū)過(guò)渡時(shí)將出現(xiàn)比較嚴(yán)重的‘懸空”狀況，容易導(dǎo)致貼模度降低以及縱向受壓失穩(wěn)起皺缺陷。另一方面，圓角半徑R若過(guò)小，不僅不利于非變形區(qū)材料向脹形變形區(qū)的流動(dòng)，從而失去了抑制壁厚減薄的作用，同時(shí)也加劇了該處的材料減薄。此外，由于對(duì)稱性，制件點(diǎn)a處的管壁內(nèi)側(cè)部位是整個(gè)制件壁厚增厚最顯著的地方[1，2]。
本文采用有限元數(shù)值模擬的方法，在保證制件貼模度的前提下，基于制件壁厚減薄最小同時(shí)整個(gè)制件壁厚均勻性最高的約束，在供選范圍內(nèi)對(duì)圓角半徑R進(jìn)行優(yōu)選。
【結(jié) 語(yǔ)】
在εmin最大、△εt最小的約束下對(duì)表1數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合對(duì)比分析，容易確定4mm為圓角半徑R的優(yōu)選值。圖5也表明，該圓角半徑下，制件在兩個(gè)圓角區(qū)和三個(gè)直壁區(qū)與模具型腔貼合程度理想。另外，表1的數(shù)據(jù)也反映出圓角半徑R對(duì)壁厚減薄的影響要大于對(duì)壁厚增厚的影響。
以下是正文：
