塑性工程學(xué)報(bào)：半滑動(dòng)式液壓脹形汽車橋殼的模具設(shè)計(jì)及成形
2022-01-19【作 者】陳國(guó)強(qiáng);王連東;韓曉亮;楊東峰
【引 言】
汽車的驅(qū)動(dòng)橋殼幾何形狀較為復(fù)雜，目前主要采用鑄造和沖壓-焊接方法制造。用液壓脹形方法制造汽車橋殼，比鑄造方法節(jié)省材料，比沖壓焊接方法工序簡(jiǎn)化、材料利用率高，壁厚變化合理。
液壓脹形汽車橋殼要求脹形量大，需要使用固定式液壓脹形方式，即脹形中模具先行合模并保持位置不動(dòng)（見圖1a），管坯通過兩端壓頭壓力軸向進(jìn)給，但軸向推力不能有效作用于大脹形部位。20世紀(jì)80年代，日本學(xué)者采用滑動(dòng)式液壓賬形方法試制出微型汽車橋殼樣件，軸向分模的模塊帶動(dòng)管坯一起相向運(yùn)動(dòng)！有利軸向推力作用（見圖1b），在工藝技術(shù)上取得一些寶貴經(jīng)驗(yàn)，但由于需要上下導(dǎo)板提供較大的垂直合模力，左右滑動(dòng)模塊進(jìn)給時(shí)與上下導(dǎo)板的摩擦力亦較大，而且由于滑動(dòng)模塊之間存在較大的懸空部分，可能出現(xiàn)管還中部脹出模具型腔在合模時(shí)被壓成“飛邊”缺陷。該工藝所需設(shè)備噸位相對(duì)過大，顯然不適合制造大型橋殼，因此未見后續(xù)的研究報(bào)道。文獻(xiàn)[5]針對(duì)微型汽車橋殼的液壓脹形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬：文獻(xiàn)[6-7]對(duì)汽車橋殼滑動(dòng)式液壓服形的工藝?yán)碚?、試?yàn)裝置等進(jìn)行了研究。
燕山大學(xué)液壓賬形課題組團(tuán)隊(duì)提出適合脹形大型復(fù)雜費(fèi)面管類件的半滑動(dòng)式液壓賬形設(shè)計(jì)原則，本文結(jié)合某小型汽車橋殼液壓服形工藝，介紹半滑動(dòng)式脹形模具的設(shè)計(jì)原則（見圖1c），分析模具型腔對(duì)成形的影響，對(duì)比使用兩種預(yù)脹形模具時(shí)，管坯的成形情況及壁厚變化。
【摘 要】提出了半滑動(dòng)式液壓脹形模具的設(shè)計(jì)原則,并針對(duì)某小型汽車橋殼設(shè)計(jì)了終脹形模具和兩種結(jié)構(gòu)方案的預(yù)脹形模具;使用ANSYS軟件數(shù)值模擬橋殼的液壓脹形成形過程,重點(diǎn)分析模具型腔對(duì)成形的影響,比較了兩種預(yù)脹形模具對(duì)成形管坯的壁厚變化及成形性的影響;在普通液壓機(jī)上試制出汽車橋殼樣件。
【結(jié) 論】
1）半滑動(dòng)式液壓脹形汽車橋殼模具的設(shè)計(jì)原則是，將賬形模具成形部分設(shè)計(jì)成中間固定模塊與兩側(cè)滑動(dòng)模塊3個(gè)部分，推力施加于管還的軸向作用效果好，可減小模塊制件管還的懸空部分長(zhǎng)度，降低橫向合模力。預(yù)脹形時(shí)，脹形模具采用與設(shè)計(jì)的預(yù)脹形管壞外形一致的型腔，管坯壁厚分布較好，成形穩(wěn)定性較高。
2）數(shù)值模擬結(jié)果表明，模具型腔形狀對(duì)管坯成形影響較大，固定模塊型腔呈回轉(zhuǎn)體狀較非回轉(zhuǎn)狀態(tài)好，這是因?yàn)楣芘髦芟蛏媳诤癫钪递^小，而且最小壁厚值較大：減小牙包部分圓錐面的角度，用過渡代替過渡斜面，能夠有效地減少屈曲的產(chǎn)生。但采用液壓脹形工藝制造形狀復(fù)雜的汽車橋殼樣件，仍然存在管坯的賬形系數(shù)大，中間部分的壁厚減薄量較大的問題。
以下是正文：
