2198铝锂合金充液拉深成形模拟及试验研究

通过有限元模拟2198铝锂合金斜面筒形件的充液拉深过程,结合实验对其塑性变形规律进行研究。研究结果表明：在板料充液拉深过程中,合适的液池溢流压力是关系到充液拉深能否成功;压边间隙影响零件的减薄率;合适的预胀压力可减小零件厚度减薄率,能够获得壁厚相对均匀,成形质量较好的零件。     

轧制差厚板盒形件充液拉深成形的数值模拟

为了解决轧制差厚板在拉深成形过程中的破裂、起皱、过渡区移动等缺陷问题,应用充液拉深方法完成差厚板零件的成形。通过数值模拟技术,对轧制差厚板的充液拉深成形性能进行研究,完成差厚板盒形件充液拉深成形的仿真,对比分析充液拉深成形与普通拉深成形的优势,讨论液体压力对于差厚板成形性能的影响。结果表明,采用充液拉深技术能够改善差厚板的成形性能。随着液体压力的增加,厚度减薄率呈现先减小后增大的趋势,而过渡区移动量则逐渐减小。大尺寸的差厚板对液体压力的变化更为敏感,但无论对于哪种尺寸的板料,采用合适的液体压力均能够获得高质量的差厚板零件。     

铝合金曲面斜法兰罩盖成形工艺的数值模拟与试验研究

研究了铝合金罩盖刚性模拉深预成形-新淬火-充液拉深终成形的多道次成形工艺。通过分析零件的几何特征,确定预成形中间构型的几何形状以及确定合理的冲压方向。基于有限元分析软件Dynaform对成形工艺进行模拟分析,优化成形过程的关键工艺参数,并进行试验验证与优化。研究表明:液室压力及加载路径对充液拉深成形零件质量影响较大,成形所需最大液室压力为15 MPa,充液拉深终成形后的零件壁厚最大减薄率为11.424%,侧壁与法兰没有明显的起皱趋势。试验证明对于该铝合金罩盖零件,采用刚性模拉深预成形-新淬火-充液拉深终成形的多道次成形工艺较传统多道次拉深工艺有明显的优势,可得到表面质量良好的合格零件。     

车灯反射镜充液拉深变液压力与变压边力研究

采用充液拉深新工艺,以车灯反射镜为研究对象,首先提出运用变液压力和变压边力优化组合的方法,结合正交设计,运用板料成形数值模拟专用软件ETA/Dynaform5.6进行成形数值模拟,得到了最优液压力和压边力组合数值;其次根据毛坯在拉深过程中的成形情况,设计出了液压力和压边力加载曲线;最后通过实验验证了该加载曲线的拉深效果。结果表明,采用最优变液压力和变压边力进行拉深所得到的成形零件不起皱,不破裂,回弹量和减薄率均小,而且零件厚度分布较均匀。     

轧制差厚板筒形件充液拉深成形影响因素的灰色关联分析

针对轧制差厚板零件在传统拉深成形工艺中易产生成形缺陷的问题，将充液拉深工艺引入轧制差厚板筒形件的成形中，并通过数值模拟技术对轧制差厚板充液拉深成形过程进行了研究。分析了液池压力对轧制差厚板成形性能的影响，并通过正交试验结合灰色理论讨论了不同工艺参数对轧制差厚板成形性能的影响规律。研究表明：充液拉深成形工艺相对于传统拉深成形工艺能够获取成形性能更好的轧制差厚板。随着液池压力的增加，轧制差厚板筒形件最大厚度减薄率呈现先减小后增大的趋势，而过渡区最大移动量逐渐减小，采用10 MPa的液池压力能够获取较小的最大厚度减薄率，并将过渡区最大移动量限制在较低水平。摩擦因数、压边力以及液池压力对于轧制差厚板充液拉深成形性能的影响程度是依次降低的，采用灰色关联分析获取的优化工艺参数组合可以提高轧制差厚板的成形性能。     

预胀压力对轧制差厚板筒形件充液拉深成形的影响

为了进一步提高轧制差厚板的成形性能,将充液拉深工艺引入轧制差厚板的成形中,并重点考虑预胀形工艺的影响。通过数值模拟技术对轧制差厚板筒形件充液拉深成形过程进行了研究,确定了合理的液体压力加载路径,讨论了不同预胀压力作用下轧制差厚板的厚度过渡区的偏移以及厚度减薄情况,最终得到合适的预胀压力数值。研究认为:随着预胀压力的增大,轧制差厚板的最大厚度减薄率呈现先减小后增大的趋势,厚度过渡区偏移量则呈现不断减小的趋势;预胀压力为1.00 MPa时,能够获取较小的最大厚度减薄率,并将厚度过渡区偏移量抑制在较低的水平,从而改善轧制差厚板的成形性能。     

车灯反射镜液压力作用区域与径向压力

针对不规则曲面板材零件成形需要,提出了凹模腔液压力作用区域和主动径向加压的充液拉深新技术。通过数值模拟方法,采用分析软件eta/DYNAFORM5.6和HYPERWORKS9.0相结合,对St16板材车灯反射镜零件液压力作用区域和主动径向加压充液拉深成形过程进行了研究。以零件成形最终壁厚分布和短轴最小宽度为评定标准,分析了不同液压力作用区域和主动径向压力加载路径对成形质量的影响。通过数值模拟证明了,在不同液压力作用区域和主动径向加压充液拉深过程中,成形件的最小厚度的变化趋势。研究表明,采用凹模圆角处向外偏置6mm的液压力作用区域,并配合1.3倍液压力的主动径向压力加载路径,获得的车灯反射镜最大减薄率为10.056%,零件质量好。     

关键参数对薄壁筒形件充液成形的影响规律

为了研究初始反胀高度(IRBH)、反胀压力(IRBP)和液室压力加载路径3个工艺参数对板料充液成形的影响规律,以不锈钢321材料为研究对象,进行板材充液成形工艺过程的分析。首先,利用数值模拟的方法,在有初始反胀(IRB)的充液成形基础上,研究了初始反胀高度与初始反胀压力的组合形式以及液室压力加载路径对制件成形的影响规律,然后分别研究了有无初始反胀的充液成形过程。最后,通过实验的方法进行验证。结果表明:当初始反胀高度为3.75 mm、初始反胀压力为2 MPa时,充液结束时板料的最大减薄率为4.803%,在所有结果中最小;无初始反胀时,零件壁厚最大减薄率为5%;当在充液拉深后期继续加大液室压力时,板料底部发生波动,出现二次变形,与此同时,板料最大减薄率增大。从而验证了合适的初始反胀高度和反胀压力可以减小制件壁厚的最大减薄率,液室压力加载路径不同,零件的壁厚分布也不同。     

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。     

反胀压力对铝合金球底筒形件充液拉深过程的影响

充液拉深工艺是一种先进的板材柔性成形方法。结合航天部件的实际需求,通过数值模拟的方法,对5A06铝合金球底筒形零件的初始反胀充液拉深成形过程进行了研究。应用基于LS-DYNA3D内核的动力显示分析软件eta/Dynaform5.5,分析了液室初始反胀压力与液室压力对零件壁厚分布以及起皱、拉裂等缺陷的影响规律,讨论了反胀压力与液室压力的匹配关系,得到了合理的加载区间。结果表明,采用优化的初始反胀压力和液室压力耦合加载条件,可以有效的抑制零件球底部的过度减薄,控制悬空区的内皱,提高零件成形质量。     

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     

大尺寸薄壁瓜瓣构件的充液成形技术研究与应用

利用充液成形技术,对运载火箭上大尺寸薄壁椭球瓜瓣构件进行工艺改进。通过仿真分析,以壁厚分布、成形质量为指标,分析液室压力等关键工艺参数的合理范围,得到液室压力加载到2 MPa即可满足瓜瓣壁厚均匀性要求,减薄分布区间在3. 238%～5. 703%时,可以达到理想的减薄来抑制回弹,并保证产品性能。进一步通过现场试验分析零件拉深成形后缺陷形成机制和控制措施,研究各工艺参数对零件成形质量的影响,通过控制初期液室压力并配合法兰大量润滑方式可以有效改善成形过程中的拉裂及起皱缺陷,试制出满足技术指标的椭球瓜瓣构件,成形零件型面贴胎精度小于2 mm,减薄率分布区间为3. 4%～4. 94%,实现了大尺寸薄壁椭球瓜瓣构件的充液成形。     

轧制差厚板盒形件充液拉深成形工艺参数研究

针对轧制差厚板成形过程中的破裂、起皱以及厚度过渡区移动缺陷,将充液拉深技术引入差厚板盒形件的成形过程,建立了差厚板盒形件有限元模型,进行了差厚板盒形件充液拉深成形仿真,推导了临界液池压力的解析公式.对比分析了压边力、液池压力以及液池压力加载路径对差厚板最大厚度减薄率以及厚度过渡区中心位移量的影响.结果表明,压边力和液池...     

基于充液成形技术的铝合金发盖内板成形

基于有限元分析软件ETA/Dynaform,对铝合金发盖内板的充液拉深过程进行数值模拟。建立了有限元模型,得到了最优液室压力加载路径,并研究了零件充液成形过程的成形性能。研究结果表明,液室压力加载路径对充液成形零件质量的影响较大,成形所需的最大液室压力为10 MPa,且液室压力不宜加载过早。通过充液成形技术的应用,消除了成形过程中的破裂、起皱等成形缺陷,达到了提高成形性能的目的。模拟实验和物理实验验证相吻合,均得到合格的铝板拉深件。     

车门外板分区变压边力充液拉深数值模拟研究

采用充液拉深与分区变压边力结合的新工艺,应用软件Dynaform5.7对铝合金汽车车门外板的成形过程进行了数值模拟。研究了不同液室压力曲线对车门外板成形性能的影响,选取了合理的压边圈的分区方式及压边力组合方案。模拟结果表明,应用分区变压边力充液拉深所获得的零件,成形精度及厚度分布的均匀性都有很大的提高,厚度减薄量减小。     

斜凸缘锥形件充液拉深中预胀作用研究

采用有限元结合实验对斜凸缘铝合金锥形件充液拉深中预胀作用进行研究。研究结果表明:在斜凸缘锥形件的成形中,凸模底面和板料在预胀以及拉深初始阶段的接触不同步,是造成零件锥壁底部产生壁厚明显减薄痕迹的原因;预胀时凸模的位置对凸模圆角处零件壁厚分布有一定的影响,并且对低端锥壁圆角处的影响比对高端锥壁圆角的影响更为显著;凸模先下行一定位移,然后配合合适的预胀加载路线可以改善此处壁厚的减薄,减轻壁厚减薄留下的明显痕迹。     

铝合金双台阶筒形件二次充液成形数值模拟

针对双台阶筒形件在一次充液拉深成形过程中悬空区减薄、起皱及破裂等问题,设计了二次充液拉深技术。采用Dynaform软件建立了有限元分析模型,分析了液室压力、模具参数对成形质量的影响,提出了优化的工艺参数。结果表明,提出的工艺方法可实现双台阶筒形件的精确成形,采用优化后的工艺参数可获得壁厚分布均匀,最小壁厚可达0.851mm的零件。     

铝合金复杂曲面薄壁件液压成形技术

介绍了适合于制造铝合金复杂曲面薄壁件的液压成形技术,包括充液拉深、可控径向加压充液拉深和液体凸模拉深。由于充液拉深能提高成形极限,适合于制造铝合金复杂型面零件。可控径向加压充液拉深通过径向压力向内推料,进一步提高了成形极限,适合于成形大高径比筒形件。液体凸模拉深适合于获得深度较大、形状复杂、尤其底部具有小过渡圆角的复杂形状零件。     

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。     

带多点压边的油箱充液拉深的研究

多点压边圈钣金充液拉深工艺是一种新制造技术。本文对形状复杂的某型号摩托车油箱充液拉深多点压边力控制进行了研究。通过有限元的模拟，优化了多点压边缸的配置和局部压边力的设置，分析了多点压边力对充液拉深工艺的影响，同时也预报了油箱充液拉深所需的反向液体压力和整体压边力。最后认为合理地配置多点压边缸和设置局部压边力，可以完全避免充液拉深过程中零件的起皱和破裂。