充液成形装置及锥形件充液拉深成形研究

介绍了作者研制的充液成形装置 ;使用此装置研究了充液成形过程中压边力和液池压力对圆锥形零件成形结果的影响并实现了此种零件的大拉深比单工步成形     

双曲率薄壁铝合金盒形件充液成形工艺

双曲率薄壁铝合金盒形件是一种常见的飞机内蒙皮类钣金零件。针对目标零件采用传统落压成形过程中存在的生产效率低、表面质量差的问题,采用充液成形工艺成形该类零件,其目的在于提高零件表面质量并降低模具成本。通过数值模拟软件,建立了双曲率薄壁铝合金盒形件主动式充液成形的有限元模型,通过分析液室压力、压边力加载路径、润滑条件等因素对零件成形性的影响,对零件成形的起皱和破裂情况进行分析,优化确定最佳的工艺参数。并依据优化后的工艺参数进行了现场实验,利用数值模拟技术分析和解决了现场实验零件的质量问题,成功制造出合格零件,进一步验证了工艺方案及工艺参数的可行性。     

矩形抛物面反光罩充液成形的研究

对矩形抛物面反光罩的充液成形进行研究，探讨该零件充液成形的变形特点。对工件成形过程中出现的破裂现象进行了分析，按成形中破裂发生的位置和变形阶段分5种情况对破裂的成因进行研究，结果表明，液体压力控制方式、压边力的大小以及初期液体压力的加载方式是影响破裂的主要因素。最后通过实验成形出合格零件，获得了大拉深比矩形抛物面反光罩的成形曲线。     

抛物线零件充液拉深成形应力分析

在充液成形实验的基础上，对抛物线形零件的变形和各变形区的应力分布做了理论上的分析，为进一步进行充液成形研究提供理论参考。     

环形蒙皮零件的被动式充液成形技术北大核心CSCD

为解决大尺寸复杂曲度蒙皮类零件成形过程中产生的起皱及回弹现象,针对环形蒙皮类零件开展被动式充液成形技术的研究。通过有限元分析发现,液体压力可以显著改变唇口外侧的应力状态,对悬空区的起皱现象的抑制效果明显,在最大液体压力达到4 MPa时,环形蒙皮外侧无起皱现象。液体压力较小时,径向、周向应力达到峰值时,零件起皱高度最大,在一定压力范围内随着压力的增加,环形蒙皮外侧的周向、径向应力趋于固定值,使得唇口零件外侧处于拉-拉的应力状态条件,更有利于零件的成形。同时,随着压力的增加,板料内、外侧位移的绝对值逐渐减小,直至趋于固定值,液体压力可有效抑制板料与凸模的相对滑动,使得环形蒙皮零件的内、外侧板料的流动更加均匀。     

磁力泵隔离套充液拉深成形模拟分析

运用板料成形有限元软件,对磁力泵隔离套零件的充液拉深成形过程进行模拟,获得成形后的零件成形极限图(FLD)和侧壁厚度分布图,研究了在确定的压边力、凹凸模圆角半径和摩擦系数下,液室压力、压边间隙对零件成形质量的影响规律。研究表明,当液室压力为40 MPa时,侧壁厚度分布范围在0.932~1.027 mm之间;压边间隙为1.08 mm时,零件的侧壁厚度最大减薄率为8.8%;通过控制液室压力为40 MPa、压边间隙为1.08 mm时,试验件壁厚均匀、减薄率低,获得较佳的成形效果,试验结果也进一步验证了结论的有效性。     

锥形薄壁零件多道次充液成形方法

以某类锥形航空发动机整流罩为研究对象,定性分析了充液成形过程中纬向应变的变化规律,针对锥形件底部易破裂及悬空区起皱的失效形式,采用多道次成形方法。结合数值模拟及试验验证,探究了中间构型对终成形悬空区起皱、起皱区域分布及零件壁厚分布的影响,确定优化后的中间构型成形工艺参数,最终成形出减薄小、表面质量好的合格零件。     

汽车大型铝合金覆盖件的充液成形技术

铝合金覆盖件的应用是汽车轻量化的关键,但其制造难度较大。通过研究铝合金发动机罩外板的充液成形工艺过程,了解先进柔性技术在汽车领域应用的可行性。分析了工艺参数中液室压力与凸模行程匹配及压边力对板料减薄率的影响,从成形极限上判断零件无起皱、破裂现象的范围。获得最优的整形液室压力为12～20 MPa,压边力过小,板料不能充分塑性变形,压边力过大,板料易失稳破裂,最优的恒定压边力范围为1600～2000 k N。研究表明,采用板材充液成形柔性制造工艺,可降低噪音,无冲击线,且由于液室压力的作用,滑移线减小,可提高大型铝合金弱刚度板材的质量。     

复杂曲面薄壁零件充液成形分析及模具设计

针对铝镁合金5A06复杂曲面薄壁零件成形工序多以及成形质量差的现状,分析了该零件的成形工艺,提出了1模2件充液成形的工艺方法。通过ETA/Dynaform软件对该零件的充液成形进行了仿真,预测了充液成形后板料在不同区域的变形趋势。根据仿真结果设计了适合成形该复杂曲面薄壁零件的模具。模具应用于生产后得到了合格的零件。     

铝合金顶盖充液成形工艺研究

本文通过铝合金汽车顶盖充液成形过程的试验研究,分析了充液成形过程中关键工艺参数对顶盖成形性的影响,模拟成形过程中缺陷的发生位置,并对模拟结果进行了验证分析。     

管材内高压胀形的实验研究与数值模拟

介绍了管材无模轴压胀形的实验,研究表明,适度的褶皱有助于提高成形极限。有限元数值模拟显示,随着内压—轴压匹配模式的改变,内压增长率对褶皱的演化表现出不同的影响效果。针对管坯—模具间摩擦对T型管复合胀形成形性的影响,分别从实验和有限元数值模拟两方面进行了研究。     

Hydroforming process optimization of aluminum alloy tube using intelligent control technique

In this study, to determine the optimal loading path of tube hydroforming process, a database-assisted fuzzy process control algorithm proposed previously by the authors was applied to T-branch forming with a counterpunch. The tubular material used is aluminum alloy (A6063-T1) and has an outer diameter of 42.7 mm and wall thickness of 1.2 mm. Control variables is axial feed, counterpunch displacement, and internal pressure. The first two variables are dependent on the last one, which is an independent variable. In the control algorithm, new evaluation functions are adopted for buckling at the shoulder part of the branch and for contact fitting with a counterpunch. For a “virtual control system” including fuzzy algorithm with the evaluation functions, an explicit dynamic finite element code is used in the simulation. The experiments are carried out using a fuzzy controlled path obtained by the virtual control system, compared with the conventional manual control path that is attained by a trial-and-error approach. As a result, a T-branch product is successfully hydroformed. This result shows that the fuzzy control algorithm and virtual control system can provide an adequate loading path in the hydroforming process for an aluminum alloy tube.     

双阶梯无过渡锥角铝合金管件内高压成形研究

采用数值模拟与工艺实验的方法,研究了双阶梯无过渡锥角管件的内高压成形过程。在总轴向进给量与进给压力均为定值条件下,研究了管端左右进给量分配比对成形结果的影响,分析了成形不同阶段管坯的形状变化与壁厚分布,以及管坯不同部位应变在成形极限图上的变化轨迹。结果表明,双阶梯管件左侧与右侧轴向进给量存在合理分配比;无过渡锥角管件易出现折叠现象;双阶梯管件可以通过起皱成形,但皱峰与皱谷的应变路径不同,壁厚变化也不同。     

应用JSTAMP／NV的管材液压成形案例仿真

为有效地预测管材液压成形过程中存在的问题,比如：制件在外侧过度减薄和内侧起皱,用JSTAMP／NV对汽车副车架液压成形工艺过程进行有限元模拟分析,得出各工序的仿真结果。应用逆向求解器Hystamp仅需直接指定管坯的尺寸参数、材料和弯曲工艺参数即可自动执行弯曲仿真计算并可在几秒内获取弯曲仿真的结果;应用LS—DYNA执行预成形和液压成形工序仿真的计算,需设定液压成形工序的工艺参数,包括液压加载的曲线和方向以及轴向进给位移。JSTAMP／NV能有效模拟管材液压成形工艺过程并预测成形过程中在变形区出现的屈曲、起皱和破裂等缺陷,可以为工艺试验提供指导。     

异型变径管内高压成形有限元模拟

通过建立相应的内高压成形有限元模拟模型,用Dynaform有限元分析软件进行模拟分析,研究了异型变径管成形的工艺特点、变形特征及成形参数对成形质量的影响。模拟结果表明,当变径管直径变化率较大时,自由胀形很难成形出理想成品,需采用轴向补料。采用合适的内压加载路径与轴向补料的配合方式能够显著控制起皱、破裂缺陷的产生,使较复杂的异型变径管顺利成形,成形质量较好。     

管件液压成形中加载路径的优化设计方法研究

确定合理的加载路径是管件液压成形工艺设计的关键。文章较为系统地介绍了管件液压成形中加载路径的优化设计方法,比较分析了各种方法的优缺点与适用对象,讨论了研究过程中存在的主要问题和研究的发展方向。     

镁合金管件热态内压成形研究进展

首先简介了热态内压成形国内外研究现状,然后重点介绍了哈尔滨工业大学在热态内压成形装置和镁合金热态内压成形方面的研究进展。所研制的热态内压成形装置可在一定温度下实现镁舍金大膨胀率变径管、弯曲轴线变截面管的研制。采用AZ31B镁合金管材获得膨胀率30％,最大减薄率6．7％的变径管件;采用AZ61A镁合金管材试制了正方形截面件和某轿车样件,采用AZ31镁合金管材试制了截面带有小圆角的管件。介绍了上述样件的工艺过程,表明镁合金热态内压成形工艺具有广阔的应用前景。     

液压挤胀成形工艺在汽车行业中的应用

液压挤胀成形工艺近年来发展迅速,尤其在汽车行业应用非常广泛。对液压挤胀成形工艺的发展过程进行了回顾,并就其在国内外的应用进行了较为细致的介绍,指出液压挤胀成形工艺是我国汽车行业实现跨越式发展应当掌握的重要技术。     

汽车覆盖件拉深过程中的压边力预测

结合数值模拟与人工神经网络技术研究了汽车内覆盖件承载地板在冲压成形中压边力的预测。将板料模型零件导入到Dynaform中进行网格划分并对其拉深过程进行模拟仿真,结合正交试验获取不同参数条件下最佳压边力的数据样本,然后运用Matlab软件中的GRNN神经网络工具箱对数据进行训练学习,采用训练好的神经网络对板料成形过程中的压边力进行预测,获得了板料拉深过程中的压边力变化曲线。通过预测结果和模拟结果对比,预测误差在10%以内。将预测的曲线对零件模拟仿真,结果显示零件最大减薄率在25%以内,并对板料进行实际冲压验证。结果显示成形效果良好,无起皱、破裂缺陷,符合实际生产的要求,说明GRNN神经网络可以用于零件冲压过程中压边力的预测。     

球形件整体成形充液胀形技术

针对球形件整体成形中的充液胀形工艺,分析中间序零件的特点,制定成形工艺方法,通过数值模拟和实际试验,研究补料量、胀形压力对零件成形的影响,并通过数值模拟分析与试验结果进行对比分析,证明了数值模拟可以给试验提供正确方向,说明数值模拟的准确性。球形件成形补料量对零件成形精度影响较大,如果补料量过大,则成形过程中会出现环形堆料、起皱等问题;如果补料量不足,则导致零件减薄增大,甚至出现破裂。此外,在合理的补料量条件下,需要根据不同合模阶段建立合理的胀形压力,如果胀形压力建立不合理,同样会出现减薄过大、起皱、堆料等问题。