鍛壓裝備與制造技術(shù)：汽車(chē)橋殼脹—壓復(fù)合成形工藝預(yù)制坯脹形模擬研究
2022-10-20【作 者】吳士波;趙升噸;張大偉
汽車(chē)橋殼作為汽車(chē)的主要部件起著支撐車(chē)體、保護(hù)差速器等功能。目前汽車(chē)橋殼主要采用鑄造、沖壓焊接的方法制造。其中，鑄件的強(qiáng)度、剛度雖然較大，但浪費(fèi)材料和能源，生產(chǎn)工藝不夠環(huán)保；沖壓焊接件的質(zhì)量輕，但焊縫性能比較差[1]。
管材液壓成形工藝具有材料利用率高、生產(chǎn)成本降低、成形件整體強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)[2]?；诠懿囊簤撼尚蔚闹T多優(yōu)點(diǎn)，Lei[3]已將此成形工藝應(yīng)用于汽車(chē)橋殼成形，并對(duì)橋殼的液壓脹形過(guò)程進(jìn)行模擬；王連東提出采用脹一壓復(fù)合成形丁藝I…，初步解決了橋殼傳統(tǒng)液壓脹形成形性不好、脹形液體壓力大的問(wèn)題，成形件較傳統(tǒng)脹形成形件結(jié)構(gòu)規(guī)整、可成形圓角更小、管材貼模良好。
汽車(chē)橋殼脹一壓復(fù)合成形工藝主要包括預(yù)制坯的脹形過(guò)程與汽車(chē)橋殼的壓制過(guò)程，其中預(yù)制坯的形狀與尺寸直接影響最終橋殼的質(zhì)量[1]，而預(yù)制坯脹形時(shí)的加載曲線(xiàn)(即管坯內(nèi)部壓強(qiáng)與軸向進(jìn)給量的協(xié)調(diào)關(guān)系)是脹形件質(zhì)量的關(guān)鍵，管坯內(nèi)部壓強(qiáng)過(guò)小或過(guò)大會(huì)引起脹形件的局部褶皺或貼模性差的問(wèn)題。
本文以某型橋殼為例，根據(jù)汽車(chē)橋殼脹一壓復(fù)合成形工藝預(yù)制坯的設(shè)計(jì)原則[1]，并考慮了汽車(chē)橋殼截面尺寸的劇烈變化，設(shè)計(jì)了汽車(chē)橋殼脹一壓復(fù)合成形工藝預(yù)制坯。通過(guò)ABAQUS有限元軟件對(duì)橋殼脹一壓復(fù)合成形預(yù)制坯脹形過(guò)程進(jìn)行模擬仿真，分析預(yù)制坯脹形過(guò)程中加載曲線(xiàn)對(duì)預(yù)制坯成形質(zhì)量的影響。通過(guò)控制加載曲線(xiàn)得到有益褶皺進(jìn)而脹形得到符合要求的預(yù)制坯，并對(duì)理想預(yù)制坯的壁厚進(jìn)行分析。
【結(jié) 論】
(1)通過(guò)對(duì)汽車(chē)橋殼脹一壓復(fù)合成形工藝預(yù)制坯脹形件成形過(guò)程的模擬仿真發(fā)現(xiàn)：若預(yù)制坯脹形過(guò)程中脹形壓強(qiáng)較低，容易使脹形件貼模欠佳；若脹形過(guò)程中脹形壓強(qiáng)過(guò)高，脹形件容易出現(xiàn)飛邊或局部褶皺失效且所需進(jìn)給力較大。一次脹形時(shí)采用加載曲線(xiàn)2可產(chǎn)生良好的有益褶皺，加壓展平后得到理想狀態(tài)一次脹形件；二次脹形時(shí)采用加載曲線(xiàn)2可產(chǎn)生貼模良好、減薄小且所需進(jìn)給力小的預(yù)制坯。
(2)通過(guò)對(duì)理想預(yù)制坯脹形件的壁厚分布情況進(jìn)行分析，成形件壁厚最大減薄20％，但兩端壁厚增厚較嚴(yán)重，最大增厚50％，預(yù)制坯脹形件整體依然存在壁厚分布不均勻的現(xiàn)象。預(yù)制坯脹形件達(dá)到預(yù)制坯設(shè)計(jì)目標(biāo)，基本滿(mǎn)足汽車(chē)橋殼脹一壓復(fù)合成形工藝壓制的需要。
以下是正文：
