板材充液成形技术

本文介绍了充液成形工艺及装备,结合塑性成形机理,对板材典型难成形的铝合金深锥形件进行研究,采用有限元分析技术及实验验证相结合,验证了充液成形柔性制造技术提高成形极限的优势,减少了深锥形件的成形次数和退火次数以及配套模具数量和成本。     

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。     

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。     

一种板材小圆角胀压复合成形工艺解析

针对薄壁板材零件小圆角特征成形制造难的问题,提出了一种新型胀压复合成形工艺.其关键工艺参数为:预成形高度、预成形凹圆角大小和终成形胀形压力与背压凸模运行速度匹配关系.预成形高度决定了终成形小圆角的材料储备,预成形凹圆角的最佳值为充液拉深时凸模圆角可取的最小值,通过理论分析给出了预成形高度和预成形凹圆角的计算方法.建立了胀压复合成形过程力学模型,通过应力状态分析给出了不同胀形压力与背压凸模运行速度匹配关系下坯料圆角区变形状况.同时基于有限元模拟和工艺试验,研究了预成形高度和终成形胀形压力与背压匹配路径对试验件成形质量的影响,验证了理论分析的准确性,并证明了该新工艺的适用性.     

基于颗粒介质胀形的仿生蛋形壳体质量研究

针对仿生蛋形壳体加工技术复杂、变形不均匀、成形精度差等问题，提出采用固体非金属颗粒介质胀形工艺来提高仿生蛋形壳体塑性成形的加工精度和表面质量。运用数值分析软件建立了仿生蛋形壳体颗粒介质胀形工艺的数值分析模型，针对在粒径为Φ1.8～Φ2.0 mm的颗粒作用下仿生蛋形壳体的塑性形变过程和应力分布，分析了起皱失稳原因。基于仿生蛋形壳体颗粒介质胀形试验，获得了不同粒径颗粒作用下的仿生蛋形壳体，通过分析不同粒径颗粒作用下仿生蛋形壳体的褶皱、内表面划痕、外表面形貌和外表面粗糙度，研究了颗粒粒径对仿生蛋形壳体失稳和表面质量的影响规律。结果表明，随着颗粒粒径的减小，仿生蛋形壳体的最终胀形压力增加，失稳现象加剧，且外表面的粗糙度更小，整体表面质量提高。     

基于响应面法的柱形壳内高压胀形工艺优化

针对柱形壳在制造过程中的厚度均匀性和成形性能差等问题，提出采用橡胶内高压胀形工艺进行柱形壳的成形，并通过优化肩部传力区域的工艺参数来提高柱形壳的成形性能。基于响应面法中的Box-Behnken Design进行试验方案的设计，建立并优化了以模具结构中肩部传力区域的内圆角半径、外圆角半径、斜边角度和摩擦因数为设计变量，以最大减薄率为响应值的响应面模型，并通过对响应面模型进行方差分析和相关性分析，确定了柱形壳内高压胀形的最佳工艺参数组合为：内圆角半径为9.89 mm,外圆角半径为1 mm,斜边角度为10.13°,摩擦因数为0.104。采用最佳的工艺参数进行柱形壳内高压胀形模拟分析和试验，验证了响应面模型优化的可靠性和模拟分析的准确性。