薄壁零件粘性介质外压多道次缩径研究

提出了粘性介质压力缩径成形方法,利用粘性介质力学性能和易于实现的加载方式,延缓缩径过程失稳并在一定条件下消除失稳产生的褶铍,提高极限缩径量.多道次成形可以将一个较大的目标变形量分成多步小变形,控制每道次变形于失稳起皱范围内,较一次成形可以显著提高材料成形能力.采用有限元分析的方法研究了粘性介质外压多道次的缩径过程,得到了每一道次缩径后长径比和壁厚变化综合作用影响下一道次极限缩径量的结论.     

筒坯端部条件对薄壁零件粘性介质外压缩径的影响

采用理论分析和有限元方法分析了筒坯端部条件对薄壁零件粘性介质缩径成形的影响,得到了筒坯端部约束和自由方式下的失稳压力及失稳起皱后形状变化与壁厚分布规律.研究结果表明:筒坯端部条件影响薄壁零件粘性介质外压缩径成形质量;约束筒坯端都限制材料流动,不仅可以提高筒坯失稳压力,还有利于筒坯起皱后的褶皱消除,提高极限缩径量.     

端部密封对薄壁零件粘性介质压力的影响

介绍了单位长度变径比较大的薄壁零件粘性介质外压缩径成形原理,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对成形过程进行了数值模拟,对筒坯的端部密封压力及筒坯材料流动情况进行了分析,发现采用"先慢后快"端部密封压力加载方式可以有效地抑制成形区壁厚减薄。通过实验研究了密封圈的初始密封压力对端部位移量的影响,实验结果表明,在保证密封的前提下使其初始密封压力越小越好。     

变径薄壁零件粘性介质外压缩径变形分析

针对变径薄壁零件粘性介质外压缩径方法,采用理论和有限元方法分析了粘性介质压力场分布、坯料几何形状及应力与应变的变化,并与试验结果进行对比.研究结果表明,粘性介质适应坯料失稳褶皱形貌产生不均匀的压力场,并在较高压力条件下消除褶皱;试件壁厚减薄,最大减薄率为4.3%,变形方式由压缩类变形向伸长类变形转变.     

加载方式对黏性介质外压缩径成形的影响

采用有限元方法分析了加载方式(即注入加载通道的直径和数量)对黏性介质外压缩径过程黏性介质压力场及坯料的失稳起皱过程中压应力变化的影响,并对有限元分析结果进行了验证。研究结果表明,注入黏性介质的加载通道直径较大、数量较多,有利于改善黏性介质压力场的分布,延缓坯料失稳的产生,提高褶皱可消除程度。     

筒坯直径对黏性介质外压缩径成形的影响

针对筒坯直径对黏性介质外压缩径过程的影响问题,采用试验和有限元方法进行了分析,得到了不同筒坯直径条件下1Cr18Ni9Ti薄壁管件的失稳缩径量和极限缩径量。研究结果表明,在缩径区长度一定条件下,筒坯直径对黏性介质外压缩径成形影响较大,失稳缩径量随筒坯直径的增大而减小,极限缩径量随筒坯直径的增大而增大。     

缩径区长度对粘性介质外压缩径成形的影响

粘性介质外压缩径采用半固态、可流动、高粘度和一定速率敏感性的高聚物作为缩径用传力介质,有效地解决了缩径成形过程的失稳起皱问题,提高了坯料的极限缩径量.本文针对不同缩径区长度对粘性介质外压缩径过程的影响问题,采用试验和有限元方法进行了分析,得到了不同缩径区长度条件下1Cr18Ni9Ti薄壁管的极限缩径量及应力与应变的分布规律.研究结果表明,缩径区长度对粘性介质外压缩径成形影响较大,缩径区长度越短,坯料的抗失稳起皱能力越强,极限缩径量越大.     

大直径薄壁钢管缩径成形工艺研究

<正>汽车车轴多采用钢管制造,两端需要进行缩颈,再焊接半轴。制造重型车桥、车轴的材料一般为厚壁钢管,可采用多次冷缩颈或热缩颈工艺。厚壁钢管的缩颈成形工艺已经较为成熟,目前薄壁钢管缩径成形方面的研究报道还较少,夏巨谌等人对薄壁钢管缩径成形过程进行了理论分析和有限元模拟;刘超,王连东等研究汽车桥壳管坯推挤—拉拔复合缩径成形工艺;杨鑫报道了高强钢管缩径旋压成形性能及工艺,并进行了大量的理论和实验验证。     

缩径区形状对粘性介质外压缩径成形的影响

文章针对筒坯直径、缩径区长度及缩径区长径比(缩径区长度与筒坯直径的比值)等参数对粘性介质外压缩径成形的影响,采用理论分析、有限元分析和试验方法进行研究,得到了不同缩径区形状条件下的筒坯表面积变化及对缩径变形方式的影响规律。研究结果表明,在缩径区长径比在0～0.71范围内,筒坯表面积存在由减小向增加转变的"临界缩径量",使缩径变形方式由压缩类变形转变为伸长类变形,有助于极限缩径量的提高。     

薄壁铜管旋转模压法缩径成形质量实验与仿真研究

旋转模压缩径工艺是薄壁铜管制造超薄微热管的重要工序,针对外径为Φ5 mm、壁厚为0.1、0.2、0.3 mm的铜管,通过实验探究了模具转速、模具进给速度与铜管壁厚3个参数对缩径成形质量的影响.结果表明,该工艺下,铜管表现出3种成形现象:顺利成形、规则压溃及弯折.在其余参数一定的情况下,增大模具进给速度会使铜管发生从顺利...     

薄板件粘性介质压力成形过程的压边力控制

对铝合金以及高温合金薄板件成形过程中产生的缺陷进行了分析,并根据零件特征采用了不同的压边力控制工艺成功研制出了完全符合设计要求的零件。     

薄壁管管端成形的有限元分析

针对管端成形过程中金属塑性流动引起的轴向伸缩及卸载回弹导致的成形精度问题,研究金属的塑性流动和回弹对管端成形的影响。以不锈钢卡压式直通管件为研究对象,运用LS-DYNA的有限元显式算法和隐式算法对薄壁管管端成形进行数值模拟,得到管材的金属流动分布和卸载后的回弹结果,并进行了实验验证。研究表明,管端扩孔和缩孔中,在变形急剧处,金属出现一定程度的累积,壁厚有较明显地增加。金属的流动对管端的径向尺寸影响可以忽略,但是对管端的轴向尺寸影响较大,需对坯料进行补偿;管端卸载后的回弹尺寸影响成形的精度,需通过模具进行补偿。对金属塑性流动和回弹进行有限元分析,能有效地指导管端成形的模具设计及优化加工工艺,极大缩短产品开发和模具设计周期。     

Inner and outer pressure forming of nickel based super-alloy thin-walled part with variable diameter sections

A novel forming method of nickel based super-alloy thin-walled part with variable diameter sections was proposed by using inner and outer pressure with the visco-elasto-plastic pressure-carrying medium at room temperature, and the principle of the method was provided. Experiments and FE simulations were carried out to analyze the deformation characteristics for the part with larger variable diameter ratio （35%）. The results show that visco-elasto-plastic pressure-carrying medium can meet the requirements of the room-temperature deformation condition for nickel based super-alloy sheet. The inner and outer pressure forming with the visco-elasto-plastic pressure-carrying medium can meet the requirements of dimensional accuracy for the thin-walled part with variable diameter sections. The thinning of wall-thickness is less than 4%. This method provides a new approach for near-net shape forming of nickel based super-alloy thin-walled parts with variable diameter sections.     

用于粘性介质压力成形的介质性能的研究

粘性压力成形（VPF）采用一种半固态、可流动并具有高粘度的材料作为成形传力介质,粘性介质的性能对板材变形有很大影响,本文根据粘介质压力成形的要求,选择了3种不同分子量的粘介质材料,并讨论了它们的基本性能.采用剪切流变方法对3种粘性介质的流变性能进行了分析,获得了3种介质的转速-扭矩关系曲线,从而得出粘性介质应力应变随时间的变化规律.自行设计并制造了粘性介质的挤压实验装置,通过3种不同分子量的粘性介质的挤压实验,分析了挤压力随挤压速度及挤压比的变化规律.实验结果表明,随着挤压速度和挤压比的增大粘性介质挤压力增大,粘性介质有较强的速率敏感性.     

阶梯形件粘性介质压力成形的试验研究

介绿了用粘性介质压力成形（VPF）方法制造阶梯形件的工艺过程,通过调整压边力与介质注入压力的配合,分两步来控制板料的成形,成功地制出阶梯形零件。该方法在第一工步采用较小的压边力拉深预成形,使板料尽量流入型腔,第二工步则加大压边力和介质注入压力使板料最终贴模成形。结果表明采用这种新工艺成形的零件厚度分布均匀,减薄量小,表面质量好,尺寸精度高。     

铝合金圆锥形零件粘性介质温成形研究

采用热力耦合有限元数值模拟方法对铝合金圆锥形零件粘性介质温成形过程进行了模拟分析,研究了成形过程粘性介质和板材的温度分布、不同温度条件下成形零件壁厚分布、成形载荷等.结果表明,圆锥形零件的底部圆角区域为成形危险区域.非等温粘性介质温成形过程中,在粘性介质内部形成的非均匀温度场影响了板材的温度分布.当粘性介质温度略低于板材温度时,坯料中心区域温度较低,有利于延迟底部圆角成形时的破裂,提高了零件壁厚的均匀性.分别进行了室温和加热时铝合金圆锥形零件粘性介质压力成形试验,试验结果与数值模拟具有相同的规律.     

盒形件粘性介质拉深过程流动性的有限元分析

为研究工艺参数对铝合金盒形件粘性介质拉深过程材料流动性能的影响,采用ANAYS/LS-DYNA软件对其成形过程进行有限元模拟,分析了成形过程中坯料形状、摩擦系数和压边力大小对材料流动和壁厚减薄的影响。研究结果表明,使用圆形坯料可促进盒形件圆角处材料的流动,降低盒形件的最大减薄率;改善润滑条件、调节压边力大小,则可有效控制坯料的流动,提高成形性。     

粘性介质压力成形研究进展(上)

随着技术的发展，采用高强度难变形材料超薄板制成的板金零件越来越多，而且成形件的三维型面日趋复杂，对这些零件的尺寸精度及表面质量，尤其是厚度均匀性的要求越来越高，这就对成形技术提出更高的要求。而通常的软模成形技术以及常规冲压由于各自的特点构成了相应的适用范围，仍存在许多不足。而粘性介质压力成形(Viscous Pressure Forming，VPF)工艺由于采用粘性物质作为成形过程传力介质，具有独特的优点因而具有广阔的应用前景。