镁合金筒形件正反向快速气压胀形实验研究

采用两种不同轮廓的反向预成形模具以1.5mm厚的AZ31轧制镁合金板材为坯料进行了筒形件的快速气压胀形实验,结果表明预成形模具型腔轮廓曲率半径过小(r=5)时,反向胀形时间可达到120s。当反向胀形变形量较大时,在较高的气压下成形预成形件内表面会产生一些垂直于板料轧制方向的拉裂痕。筒形件单向和正反向气压胀形实验结果表明,在400℃温度下胀形300s可以成形出高径比(高度/直径)为0.37的完好筒形件,筒形件壁厚介于0.44和1.40mm之间,最薄处位于底部拐角处。     

大型变壁厚TC4半球超塑胀形工艺研究

对大型TC4钛合金变壁厚半球壳体的超塑胀形工艺进行了研究。采用数值模拟手段先后分析了单向胀形和正反胀形后半球毛坯的壁厚分布规律,指出了正反胀形工艺在壁厚分布上的优势,并给出了反胀模具型面曲线优化的关键参数及其对成形壁厚分布的影响规律。用优化后的模拟数据结果指导实际实验参数设计,在理论分析基础上进行了实验验证。结果表明,数值模拟数据较好地预测了超塑成形后的半球壁厚分布,利用优化后的正反胀模具实现了半球实验件的壁厚按需分配。成形后材料强度略有下降,延伸率得到提升。正反胀形方法能够明显提高钛合金板材的材料利用率和后续毛坯的车加工效率,降低制造成本。     

半球形Al-Mg-Sc合金超塑胀形壁厚分布的有限元分析

应用MARC软件对半球形Al-Mg-Sc合金的超塑胀形进行仿真,分析了正反向超塑胀形对于半球形件壁厚分布的影响,以及不同深度的凹模对胀形结果的影响。结果表明,采用合理的正反胀形可以很好地改善成形件的厚度不均匀性,试验验证了仿真和试验结果比较吻合。     

曲面形件拉延变形过程数值模拟

运用有限元模拟软件MSC.Marc对不锈钢带凸缘半球面形件和抛物面形件进行了数值模拟研究.首先采用拉延成形方式对半球面形件和曲面形件进行数值模拟,模拟了它们在不同工艺参数下的成形过程.从模拟结果中分析应力、应变和材料厚度的分布与变化,分析了凹模圆角半径、凸模形状对拉延成形过程的影响,得出在拉延成形方式下,凹模圆角半径R=10 mm时成形性与成形质量最佳;为了比较不同成形工艺对曲面形件成形的影响,对半球面形件进行了胀形成形模拟,采用相同的分析方法得出,胀形时的变形程度较大,胀形后的材料厚度较薄,坯料没有增厚现象.     

钛合金波纹管超塑成形工艺研究

首次开发利用氩气的压力胀形和轴向加载的复合超塑性工艺成形技术制造钛合金波纹管的新工艺,可加工多波U型钛合金波纹管。超塑成形采用多层模结构,用模具来控制波形。超塑成形加载过程分为胀形、合模和定型3个阶段,以使成形件的壁厚分布均匀。确定了筒坯的下料尺寸;给出了各个成形阶段胀形气压和保压时间的计算公式;通过超塑胀形实验成形了Ti-6Al-4V钛合金双波波纹管。     

铝合金不等高盒形件充液成形过程预胀形效应(英文)

利用数值模拟和实验方法研究预胀形对不等高平底异形盒形件充液成形过程的影响,探讨预胀高度和预胀压力对成形结果的影响规律,优化压力加载路径。结果表明:预胀形对成形结果影响较大。过高的预胀高度会导致不等高盒形件最低拐角区凸模圆角处的裂纹和折痕,过低的预胀高度会导致最高拐角区凸模圆角处的破裂。当预胀高度在合理范围时,预胀压力对筒壁最高拐角区凸模圆角处的破裂影响较小。但是,过大的预胀压力会导致筒壁最低拐角区凸模圆角附近产生裂纹及褶皱。合理预胀高度和预胀压力可有效控制失效形式的发生。     

基于最大m值法的超塑性胀形最佳压力加载方式

采用最大m值法拉伸试验获得了随应变变化的最佳应变速率关系曲线,以控制钣金超塑胀形气压加载,使得板料变形集中部位的实际等效应变速率等于变化的最佳应变速率,而非等于恒应变速率拉伸获得的最佳应变速率定值,从而获得比目前基于恒应变速率超塑胀性更优良的成形性能。以2A12铝合金为研究对象,采用最大m值法拉伸实验获得其最佳应变速率关系曲线,以控制超塑性胀形,并与恒应变速率胀形进行比较;为改善壁厚均匀性,设计了正反胀形模具与工艺,并结合有限元软件MSC.Marc 2010,对整流罩进行单向和正反向胀形模拟,并进行实验验证。结果表明,对于单向胀形,基于最大m值法的简化应变速率胀形,其成形时间仅为760s,较恒应变速率胀形3 360s大幅缩短,而二者的减薄率分别为70.4%和70.9%,在降低减薄率的同时,极大的提高了胀形效率;基于最大m值法的简化应变速率正反胀形,零件最小壁厚为1.157mm,较基于最大m值法的简化应变速率单向胀形零件的最小壁厚0.887mm有一定程度增加,而不均匀性则由69.97%降为28.9%,有效改善了壁厚均匀性;实验证明,采用最大m值法的胀形件的最小壁厚有所提高,均匀性得到了有效改善,且壁厚分布与模拟结果相吻合。     

TC4半环超塑正反胀形工艺研究

本文对钛合金半环的超塑成形技术进行了工艺研究。采用正反胀形方法来控制成形后半环的壁厚,并通过数值模拟手段,对壁厚控制的关键即正反胀形模具型面进行了优化设计,同时进行了试验验证。结果表明数值模拟数据较好的预测了超塑成形后的半环壁厚分布,利用优化后的正反胀模具实现了半环试验件的壁厚均匀化。该方法能够明显提高材料利用率和后续车加工效率,并降低制造成本。     

超长径比厚壁钢管的精密成形工艺

介绍了超长径比厚壁钢管零件成形工艺的特点及模具结构 ,设计了具有弹性的刚性凸模 ,使刚性凸模胀形达到软凸模胀形的效果 ,其3处局部胀形采用分步成形的工艺方法 ,模具凸模采用带镶件的组合件 ,可局部更换 ,使用方便     

半滑动式液压胀形汽车桥壳的模具设计及成形

提出了半滑动式液压胀形模具的设计原则,并针对某小型汽车桥壳设计了终胀形模具和两种结构方案的预胀形模具;使用ANSYS软件数值模拟桥壳的液压胀形成形过程,重点分析模具型腔对成形的影响,比较了两种预胀形模具对成形管坯的壁厚变化及成形性的影响;在普通液压机上试制出汽车桥壳样件。     

背压对AZ31镁合金板材快速气压胀形的影响

利用快速气压胀形实验,研究背压对AZ31镁合金轧制板材胀形时空洞体积分数、胀形高度和壁厚分布的影响。研究结果表明,在胀形温度为350℃的工艺条件下,胀形件顶部在无背压和加载背压时,空洞的比率分别达到了21%和16%。在相同的应变下,加载背压时获得的胀形件中的空洞比率小于无背压时的空洞比率。背压的加载,能有效降低板材中空洞的分布比率,提高板材的胀形高度,进而提高成形极限。     

Two-step method of forming complex shapes from sheet metal

A two-step method of forming a part and a method of designing a preform shape are being discussed. The part may be formed from lightweight material to an extent that would normally exceed the forming limits of the material if the part were attempted to be formed in one-step conventional stamping die. Critical areas including deep pockets and sharp radius areas of the final part are formed from a preform or intermediate shape part. The first forming step can be conducted by variety of sheet metal forming methods; the preformed blank is further formed in a fluid pressure forming process to a final part shape wherein broad radius areas and pockets of accumulated metal of the preform are formed into deep pockets and sharp corners of the final shape. Electrohydraulic forming technology is employed for the second forming step.     

粉末盘预制坯两次镦粗成形工艺的有限元模拟与分析

采用商用有限元软件，对FGH96合金盘坯的两次镦粗成形工艺进行了有限元数值模拟。通过对丕同圆弧半径模具镦粗成形过程的模拟，分析研究了模具圆弧半径对预制坯相对直径比以及镦粗后盘坯变形均匀程度的影响规律，同时对镦粗过程中等效应变速率的变化规律进行了分析，得到了合理的模具圆弧半径的取值范围，从而为粉末盘件预制坯的工艺制定提供了一种新的选择。     

工业铝合金汽车覆盖件的超塑成形研究

采用工业铝合金 5 1 82就一款汽车上的前挡泥板零件进行了超塑成形的试验研究。根据零件的形状特点确定使用超塑气压胀形工艺 ,并进行了模具型腔曲面设计和模具结构设计。应用数值模拟的方法对型腔曲面设计进行了优化 ,使预测出成形零件所需的变形量处在材料的变形能力之内。最终的成形试验结果表明 ,成形工艺和模具设计合理可行。     

超塑成形薄壁构件壁厚分布的预测

壁厚分布对薄壁构件的结构性能有重要影响。本文研究超塑成形件壁厚分布的预测技术,实现了超塑成形过程的有限元数值模拟的成形件厚度分布曲线的自动预测,以半球壳和矩形盒成形为例,为自由胀形和约束胀表两种情形形件厚度变化进行了分析,预测结果与实验数据吻合。     

变流漏斗拉伸成形模具设计

分析变流漏斗成形工艺,设计了零件成形模具,实现了深尺寸大直径零件的拉伸成形模具设计,合理分布工序、保证了零件的尺寸及精度。     

圆管压扁-压弯连续变形过程有限元模型的建立及截面畸变研究

为研究圆管压扁-压弯连续变形过程中的截面畸变,基于有限元软件ABAQUS建立了该过程的三维有限元模型,并实验验证了其可靠性。分析了圆管压扁过程中的截面变化规律及弯曲下模圆角半径、模具与管材间的摩擦系数对成形过程截面畸变的影响。结果表明,圆管压扁过程中形成扁管直壁部分的材料在外层周向压应力、内层周向拉应力的合力作用下出现塌陷。形成扁管圆弧部分的材料在外层周向拉应力、内层周向压应力的合力作用下出现扁化。在无芯轴、有芯轴压扁成形前期,圆弧部分均出现扁化,且无芯轴压扁成形中期,直壁部分出现塌陷。但有芯轴压扁过程中芯轴的支撑作用不但抑制了直壁部分的塌陷,而且还矫正了成形后期圆弧部分的扁化。由于圆管压扁-压弯过程中模具与管材的接触区域始终不大,因此成形过程中弯曲下模圆角半径,及模具与管材间的摩擦系数,对截面畸变影响不显著。     

支架成形工艺及模具设计

以一带有胀形凸台的变异U形件为对象 ,介绍了该零件的结构特点 ,详尽分析了其冲压成形工艺性 ,并指出了胀形、弯曲复合模和第2次弯曲模结构设计中应注意的问题     

板料增量成形的研究进展

板料增量成形是采用简单模具对板料进行逐次塑性加工的一种工艺,不需要专用的模具就可以成形较为复杂的零件,同时还具有成形力小、柔性高的特点,特别适合多品种小批量零件的生产方式,因此得到国内外学者的重视。本文重点从板料的增量压弯成形、增量拉深胀形、增量微成形3个方面对板料增量成形的发展进行综述,还对板料增量成形工艺的发展前景进行了展望,指出进行理论创新、开发新的模拟软件、探索新的成形方案、开发增量成形新设备是发展趋势。