异形截面副车架液压成形工艺研究及过程优化

利用有限元仿真软件,对异形截面副车架零件弯管、预成形和液压成形全工序进行模拟,分析了零件成形过程中壁厚变化规律。通过优化弯管参数,改进了弯管结果;通过优化预成形形状,消除了预成形过程中"咬边"风险,通过优化液压成形加载曲线,获得了零件成形所需的工艺参数。在此基础上开展工艺试验,成功研制了副车架样件。对液压成形零件壁厚进行测量,获得了零件沿轴线典型截面的壁厚变化。研究结果表明,零件成形内压力为140 MPa,补料量60 mm时,可成形出满足要求的零件,零件最大壁厚2. 33 mm,增厚率为16. 5%,最小壁厚1. 62 mm,最大减薄率为-19%。     

5m直径大角度型材框拉弯成形工艺

针对某一运载火箭大角度型材框,对力控制模式下的拉弯成形进行了模拟及试验研究,模拟分析了拉弯力对成形件应力、应变分布及回弹量的影响规律。模拟结果显示,随着拉弯力增加,型材截面内外侧切向应力差减小,回弹和扭翘变形也减小,但不利的一面是变形量增大,零件壁厚减薄率增加,截面尺寸变化加大,综合考虑,选取合适的拉弯力为97.4 k N。试验分析了拉弯力、第1次拉弯包角及补拉量对零件成形精度的影响规律。试验结果表明,拉弯力和补拉量越大,零件的角度、平度及弧度间隙越小,尺寸精度越高。通过试验,得出了优化的拉弯工艺参数,即拉弯力为105 k N,第1次拉弯包角为65°,补拉量为60 mm。在此参数下拉弯,零件淬火后变形程度较小,扭翘现象较小,回弹量较小,成形出尺寸合格的零件。     

热推制弯头壁厚不减薄理论

根据金属材料扩张和流动规律,通过理论计算和中频感应加热推制工艺实现了弯曲中性层平移到外弧和弯头外弧无塑性变形,达到弯头弯制过程中壁厚不减薄的目的。即弯头弯曲成形后外腹、内腹壁厚均匀,避免了传统弯管工艺变形时内侧增厚、外侧减薄的壁厚不均现象。     

薄壁小弯曲弯头弹性介质挤胀成形实验研究

采用弹性填料作为传力介质对薄壁小弯曲弯头进行挤胀成形,研究了薄壁小弯曲弯头弹性介质挤胀成形机理和主要影响因素,分析了弹性介质下的薄壁小弯曲弯头挤胀成形过程和壁厚分布规律.结果表明:弹性介质在冲头轴向推力与球形芯轴反推力的双向挤压下发生弹性变形并形成连续的弹性体以产生胀力,弯曲时将管坯紧贴于凹模,同时推动管坯沿凹模型腔变形流动;此外,球形芯轴的进给量是弹性介质挤胀成形工艺的关键,在进给量不足时使成形件出现截面畸变及出口端塌陷变形等缺陷;以管径Φ32 mm×1 mm的LF2M铝合金弯头成形为例,球形芯轴的进给量控制在75°时,成形件整体壁厚分布相对均匀,外侧最大壁厚减薄率为16％.     

液压复合成形技术在三通件上的应用

利用液压复合成形技术,对数控铣削加工三通件进行工艺改进,针对充液拉深和内高压胀形阶段建立了力学模型,分析了摩擦系数、拉深比、压边力和胀形力等工艺参数对零件成形的影响。通过对液室压力的数值模拟,得到在40 MPa液压下,充液拉深后零件的壁厚减薄率最小,为27.5%,壁厚最薄处位于凸模圆角区域;并通过液压复合成形工艺,试制出内径为SR90 mm的三通件,成形的三通件翻边处最小壁厚为1.59 mm,通过了液压强度、气密性能等可靠性考核,实现了1Cr18Ni9Ti不锈钢球形三通件的整体成形。研究表明,采用液压复合成形技术,三通件的研制周期缩短了8天,材料利用率提高了60%以上。     

关键工艺参数对铝合金斜法兰非轴对称盒形件充液成形的影响

铝合金斜法兰非轴对称深腔盒形件成形过程中受力变形复杂。通过理论分析计算、有限元分析软件Dynaform的数值模拟及试验,对成形工艺进行了优化。针对该零件充液拉深过程易出现的破裂、起皱现象,研究了预胀形高度、预胀形液室压力、液室压力加载路径对零件法兰最高处D侧与最低处B侧凸模圆角区域在板料成形过程中壁厚变化的影响。结果表明,预胀形高度越高或预胀形液室压力过大,零件B侧与D侧凸模圆角在成形后壁厚减薄越严重;预胀形高度过低也会导致D侧凸模圆角在成形后发生严重减薄。预胀形结束后,液室压力加载过快,易发生褶皱,达到临界液室压力后,可以有效抑制板料壁厚过度变薄。     

5B02铝合金管件直角推弯成形壁厚均匀性

基于ABAQUS有限元软件平台建立5B02铝合金管件90°推弯成形有限元模型,并进行成形过程的有限元模拟。将模拟结果与实验结果进行对比,结果表明,两者形貌、弯曲部位壁厚分布一致,验证有限元模拟的可信性。通过分析不同成形阶段弯曲内侧与外侧的金属流动与应变场,揭示出5B02铝合金管件90°推弯成形后壁厚分布不均匀的机理。利用模拟方法对比研究内压大小(填料的弹性模量)对壁厚分布的影响,找出了有益于壁厚均匀分布的工艺条件,为实际生产中5B02铝合金管件经90°推弯工艺后壁厚均匀性的控制提供理论依据。     

推制大口径弯头设计与制造工艺的研究

主要介绍了９０°推制大口径弯头设计及成形的工艺过程、变形特点,分析了推制大口径弯头成形过程中金属的流动规律以及弯头内外弧壁厚与设计强度的关系。     

管状扭力梁液压成形有限元仿真分析及试验

相比板状扭力梁,采用液压成形工艺加工管状扭力梁能够减轻零件重量,提升零件强度、刚度和疲劳性能。分析了管状扭力梁零件的典型截面形状,指出了零件加工难点和成形过程中的主要缺陷。利用有限元仿真分析方法对管状扭力梁成形过程进行数值模拟,分析了成形过程中典型截面的壁厚变化规律,即过渡区域壁厚变化较大,中间区域壁厚变化不明显。在此基础上进行工艺试验。研究结果表明,管状扭力梁液压成形有限元仿真结果与试验结果吻合性好,零件的实际形状与理论设计形状基本一致。     

细长薄壁筒形件错距旋压成形工艺研究

薄壁筒形件变形量大,壁厚公差要求高,加工过程中容易出现壁厚超差、振纹、开裂、脱模困难等问题,为提高生产效率,通常采取错距旋压方式成形。通过对6061铝合金细长薄壁筒形件错距旋压工艺分析及旋压成形试验,分析了旋轮进给比、壁厚减薄率、旋轮轴向和径向错距量、旋压道次、预先热处理工艺规范等对旋压过程和产品质量的影响,为细长薄壁筒形件研究出了一套切实可行的错距强旋成形方案和合理的工艺参数。     

DC04钢板胀形-渐进复合成形锥形件成形能力的实验研究

为了提高渐进成形过程中板料的成形极限和加工效率,提出了胀形-渐进成形的复合成形方法,通过胀形-渐进成形复合成形锥形件实验,研究了DC04钢板胀形-渐进成形复合成形锥形件和纯渐进成形锥形件的成形极限角和应变变化以及壁厚分布规律。结果表明:预成形高度为h=15 mm和h=25 mm时,复合成形零件的成形极限角分别为α极=66°和α极=69°;采用胀形-渐进成形复合成形锥形件,当胀形的最大减薄量发生在局部渐进成形区内,并且胀形和渐进成形的最大减薄量位置方向相反时,锥形件壁厚趋于均匀,提高了胀形-渐进成形的复合成形能力。     

管材液压成形脉动加载参数的设计及仿真

为确定变径管液压成形中的脉动加载参数,以奥氏体304不锈钢变径管为例,利用有限元分析软件建立了仿真模型,采用液压加载速度2 MPa/s并分别以复合幅值3 MPa和5 MPa、频率1 Hz和0.5 Hz的载荷进行脉动加载,根据成形零件壁厚分布的仿真结果比较分析,发现相较其他加载情况,复合幅值5 MPa频率1 Hz成形零件最大减薄率和最大增厚率明显减少,零件壁厚分布更均匀,实际加工结果验证了上述计算机辅助设计方法的可行性。     

大型厚壁椭圆封头多次热冲压成形分析

采用有限元法对大型厚壁椭圆封头的一次和多次热冲压成形工艺进行数值模拟。对比分析厚壁封头在两种成形工艺下的压机成形载荷和封头成形壁厚的差异,并研究不同凹模直径对封头多次成形载荷和壁厚的影响。研究结果表明,多次热冲压可以有效地降低封头的成形载荷60%左右。多次热冲压封头壁厚比一次成形稍有减薄,但最大减薄率为5.9%,在合理要求范围内。通过与相近规格封头进行实验对比,壁厚分布规律相一致,因此能够达到较好地预测成形的目的。     

汽车纵梁液压成形模拟研究

为探究汽车纵梁液压成形规律,并为其工程化应用提供必要的指导,对方形管进行脉动液压成形实验及数值模拟,并通过实验验证模拟的正确性。首先明确纵梁液压成形工序及主要参数,然后对其成形全过程进行仿真研究,最后基于此分析了液压加载路径、成形模具与管坯接触面间摩擦系数对纵梁液压成形壁厚分布及成形件最大减薄率的影响规律。结果表明:在常规加载中,前期增压至成形压力值一半左右,并进行一段时间的保压,后期升压至成形压力,其加载路径下的成形构件最大减薄率最小,壁厚分布整体最均匀;在此加载路径基础上,采用脉动加载可进一步提高其成形质量;同时,摩擦系数越小,成形最大减薄率越小,整体壁厚值越接近初始管坯值且分布越均匀。     

筒形件错距旋压成形工艺参数的正交试验研究

工艺参数对成形质量的影响规律是旋压成形工艺研究的重点,而旋压件的椭圆度、直线度、壁厚偏差等是评价成形质量的重要指标.本文以旋压件椭圆度、直线度、壁厚偏差为评价指标,采用正交试验法对错距旋压成形工艺参数进行分析,获得了影响椭圆度、直线度、壁厚偏差的因素主次顺序.结果表明,筒形件旋压成形过程中,影响筒形件椭圆度/直线度因素的主次顺序为:进给比＞总减薄率＞轴向错距量;影响筒形件壁厚偏差的因素主次顺序为:总减薄率＞进给比＞轴向错距量.     

轴套零件复合温挤成形工艺研究

轴套类零件材料为优质碳素工具钢,材料强度高,零件形状复杂、壁厚较薄,变形程度大,适合温挤成形。通过DEFORM-3D金属体积成形软件模拟了轴套类零件的复合温挤成形过程。结果表明,零件充填饱满、质量好,单位挤压力比冷锻降低2/3,模具应力在允许范围之内。     

双辊夹持板料旋压成形过程塑性变形行为的研究

双辊夹持式板料旋压成形是用来加工薄壁回转体法兰零件的新工艺。为了研究其旋压成形过程中的塑性变形行为,利用ABAQUS软件建立了双辊夹持旋压成形过程的三维有限元模型,并进行了薄壁回转体法兰零件的旋压成形过程的数值模拟,获得了成形过程中等效应力、应变及壁厚的分布。研究了翻边长度对成形件应力应变及壁厚减薄率的影响规律。结果表明等效应力、应变及最大壁厚减薄率均随着翻边长度的增大而增大,由此根据不同的毛坯材料可以确定相应的最大翻边长度。     

弯曲预成形和液压成形对汽车装饰尾管壁厚分布的影响

针对某乘用车排气管路中的薄壁装饰尾管的整体制造难题,开展AISI 304不锈钢管材的弯曲预成形及液压成形工艺研究,从而进一步提高该产品的成形质量与成形效率。利用Dynaform软件,首先,研究弯曲预成形工艺对管材壁厚分布的影响规律,再基于此结果,完成在不同加载方式下的管材液压成形分析。结果表明:弯管Δd值较小时,管材第2次弯曲区域的减薄率有降低的趋势,并且随着Δd值的减小,这种趋势更加明显;基于所选定的Δd值,进行了液压成形有限元模拟,相比于线性加载方式,脉动加载使成品件易破裂区域的最大减薄率由17.6%降为12.1%,并且壁厚分布更为均匀;模拟与实验结果基本保持一致,最大偏差值为2.17%,成形出的零件无开裂倾向,且外观尺寸满足要求。     

渐进成形A3003铝板锥形件减薄带壁厚变化规律试验研究

为了研究渐进成形初始成形阶段A3003铝板锥形件减薄带的壁厚变化规律,利用渐进成形试验加工了8组A3003铝板锥形件,通过测量减薄带处的壁厚分布,分析了工具头直径、进给量、成形半锥角和润滑条件等加工参数对锥形件减薄带壁厚变化的影响规律。结果表明,渐进成形锥形件壁厚变化可分为3个区域,即壁厚减薄区、壁厚回升区和壁厚稳定区。成形半锥角是渐进成形锥形件壁厚的主要影响因素,对锥形件的表面质量影响最大因素是润滑条件,影响锥形件壁厚均匀度的是进给量,对锥形件壁厚稳定区壁厚的稳定有一定影响的是渐进成形的成形工具头直径。渐进成形加工参数对A3003锥形件减薄带减薄率的影响程度为:成形半锥角进给量工具头直径润滑条件,对锥形件减薄带减薄范围的影响程度为:成形半锥角/进给量工具头直径润滑条件,增大成形半锥角不仅可以降低锥形件减薄带的减薄率,还能减小减薄范围。     

基于数值模拟的方锥件渐进成形规律研究

为了研究渐进成形过程中板料的变形,以方锥件为例,通过数值模拟对成形过程进行了研究.模拟结果表明,法兰边金属难以向变形区流动,变形区壁厚减薄量较大但分布较为均匀.成形过程中,由于受到工具头的周向推挤作用,零件的悬空部分(底部和侧壁)出现了沿工具头运动方向的扭曲,且扭曲程度沿侧壁大致呈抛物线分布.