轿车副车架内高压成形

用内高压成形技术在国内首次成功地试制出全尺寸轿车副车架样件 ,经检测尺寸满足设计要求。通过合理的弯曲工艺 ,避免了角部过度减薄引起内高压成形过程中开裂。采用典型截面二维数值模拟和整体零件三维数值模拟相结合的方法 ,给出了合理的预成形坯形状 ,控制壁厚分布和避免终成形合模时在分模面上管材被压出。通过该零件研制 。

大截面差空心件内高压成形研究

截面周长差较大的空心零件的内高压成形需要解决膨胀区的轴向补料问题和预成形问题,才能获得壁厚分布较为均匀的合格零件.以某轿车转向节臂零件的成形过程为例,对上述问题进行了试验研究.首先设计、试制了瓶形预制件,在预成形中利用'有益起皱'实现了大量的补料,获得了壁厚分布符合要求的预制件;然后在终成形前使零件截面具有合理的形状,再进行终成形,既保证了圆角部位的外形尺寸,又提高了壁厚均匀性.采用本文介绍的方法实现了截面周长差达70%的瓶形预制件的制备,从而获得了壁厚、外形尺寸均满足设计要求的转向节臂零件.

AZ31B镁合金管材热态内压成形性能的研究

为了研究变形镁合金AZ31B管材的热态内压成形性能,通过单向拉伸测试了不同温度和应变速率下其力学性能的变化,通过胀形实验研究了温度对内高压成形性能的影响,以及相应变形条件下微观组织的变化.实验结果表明:在20～300℃时,AZ31B的屈服强度和抗拉强度随着温度的升高而降低,总伸长率随着温度的升高而提高,均匀伸长率随着温度的升高先增大后减小;当应变速率在0.001～0.1s-1时,屈服强度和抗拉强度随应变速率的增大而升高,总伸长率随着应变速率的增大而减小,均匀伸长率随着应变速率的增大先增加后减小;当温度在20～250℃时,镁合金管材的极限胀形率随温度的升高先增大后减小,在175℃时达到最大值.微观组织观察表明,175℃下不完全动态再结晶和孪晶两种微观组织的出现是使镁合金管材极限胀形率提高的主要原因.

不锈钢方形截面空心构件内高压成形研究

对不锈钢方形截面空心构件内高压成形进行了实验研究 ,比较了有无轴向进给和加载路径即内压和轴向进给关系对方形截面构件影响。分析产生折叠、起皱和开裂尤其在圆角过渡区产生开裂的原因 。

内高压成形工艺的应力应变及工艺失稳分析

以研究内高压成形工艺的成形机理为目的,利用塑性力学方法分析了内高压成形过程中坯料的应力特点以及其在成形不同阶段的应力状态区别和变化规律.根据增量理论给出了成形过程中的应变增量形式及相应公式,指出了厚向应变是内高压成形工艺顺利实施的关键,并从应力应变的角度给出了工艺中不同失稳形式的应力应变特征.

液压冲孔数值模拟

采用DEFORM 2D有限元模拟软件研究液体压力、冲头直径以及管坯壁厚的变化对液压冲孔过程的影响,获得冲头推力、冲孔后纵向塌陷尺寸和塌陷区域面积在不同控制参数下的变化趋势,并进行工艺实验验证。结果表明:管内液体压力增加、冲头直径增加、材料壁厚增加都会使冲头推力增大;冲头直径和液体压力对塌陷影响较大,随着冲头直径的增加和内压的降低,塌陷深度尺寸和塌陷区域面积都明显加大,材料壁厚对塌陷尺寸的影响较小。

加载路径对内高压成形件壁厚分布影响分析

研究了两端非对称管件内高压成形改善壁厚均匀性的方法,采用数值模拟和试验研究对管件内高压成形进行了非对称加载路径和预成形的优化,获得了工件变形过程及厚度分布变化,并分析了加载路径对壁厚均匀性的影响.研究表明:采用优化的加载路径和预成形,补料和内压的良好匹配改善了两端非对称管件轴向补料的效果,形成有益的起皱,进而改善整形过程的应力应变状态,提高了壁厚均匀性和成形极限.

内高压成形三台阶轴过程中内压值影响的有限元分析

以内高压成形台阶轴过程中压力参数的影响为研究目标,利用大变形非线性塑性有限元方法对成形零件的壁厚和应变分布规律进行了探索。给出了不同内压条件下零件的壁厚及应变分布,并就内压对成形的影响进行了讨论。分析了不同压力对起皱和减薄等缺陷的影响,并在此基础上给出了相应的实验结果。分析结果表明,内压值的选取对内高压成形台阶轴具有重要影响,对文中台阶轴来说,30MPa的压力值是成形的最佳压力。

外压成形试验装置及成形特征研究

设计制造了管材外压成形试验装置,在该装置上实现了管材外侧的高压密封和内部芯模的拆装.采用碳钢管进行了薄壁空心花键件的外压成形试验研究,利用液体介质在管坯外部建立静水压力,使坯料横截面缩小并成形到置于其内部的芯模上,从而获得了空心花键形状的试验件.试验反映了外压成形压力较低、壁厚分布较均匀的特点,所获得的成形件内表面形状与芯模的外表面形状基本一致,同时,成形中不同键位管壁失稳的随机性,对成形件壁厚分布有一定影响.

初始内压对内高压成形阶梯轴影响的实验研究

为了探索工艺参数对内高压成形工艺的影响,实验研究了阶梯轴内高压成形中初始内压参数的作用,给出了初始内压的计算公式,完成了不同初始内压情况下的工艺实验,并对起皱、折叠等缺陷的产生原因进行了分析.研究结果表明:内高压成形过程中管坯是在轴向压应力和环向拉应力的共同作用下发生变形;初始内压的选取可参照公式(1)进行估算;对于本文的三台阶阶梯轴,初始内压以30MPa为合理,当该值低于20MPa时将发生折叠失稳,而高于40MPa时将引起成形件的破裂.

近足球形封闭壳体无模液压胀形的实验研究

无模液压胀形是对封闭壳体施加内压力的一种成形方式。本文描述了用近足球型封闭壳体的无模内压胀形过程,实测了典型点的应变变化情况,壳体最终成为球形。实验结果表明,虽然各处减薄量不等,但变薄率均小于3.86%。

铝合金球壳液压胀形试验研究

研究了板厚1.5mm的3A21O铝合金板材和焊接接头的塑性成形能力,进行了铝合金球壳的整体液压胀形实验。实验结果表明:在保证焊接质量的前提下,铝合金球壳的胀形过程能够顺利进行。分析了壳体胀形过程中的变形和应力分布规律,从理论上给出了球壳的胀形屈服应力和开裂应力,最后采用动态显式有限元分析软件LS-DYNA给出了壳体的壁厚分布。

特大型法兰用复杂截面工件精确弯曲成形的工艺

提出了一种复杂截面大型法兰成形的新工艺 ,即精密弯曲组焊———最后现场精加工的方法 ,通过小型模拟件的实验研究 ,分析了弯曲成形过程中工件的变形规律 ,并采用此工艺制造了某工程上大直径法兰 。

三台阶轴内高压成形中轴向补料的有限元分析

为研究内高压成形台阶轴过程中轴向补料参数对工艺的影响，利用大变形非线性塑性有限元方法对内高压成形三台阶轴工艺进行了分析，讨论了补料量在理论值的80％～120％变化时零件的壁厚及应变分布规律，并就其成因进行了讨论．研究表明，补料量低于理论值的90％及高于理论值的110％是轴向补料参数选取的危险区间，容易引起折叠或破裂失稳，按照理论计算值进行轴向补料，壁厚及应变分布最为理想。

轿车后轴纵臂内高压成形研究

用400MPa内高压成形机对轿车后轴纵臂进行内高压成形试验研究,设计了合理的模具结构,包括分模面和冲头密封形式。分析了矩形截面圆角成形特点和所需成形压力计算公式,制定出合理的内高压工艺和参数,成功地试制出轿车后轴纵臂,经检测尺寸满足设计要求。

加载路径对不锈钢球形件内高压成形过程影响

为了研究加载路径对不锈钢球形件内高压成形过程的影响,采用实验方法分析了加载路径对成形过程中缺陷形式的影响,获得了80%膨胀率成形管件的壁厚分布规律.结果表明:当初始内压与屈服强度比值小于0.21时,管坯形成两个皱纹,在整形阶段发生开裂;当初始内压与屈服强度比值大于0.25时,管坯在轴向进给阶段即发生开裂.在初始内压与屈服强度比值为0.21～0.25时,可以成形出合格管件,合格管件最大减薄点位于球形件的最大截面处,最大减薄率为24.5%.本文所成形不锈钢球形件内高压成形区间,合理初始内压与屈服强度比值范围为0.21～0.25.

运载火箭增压输送系统补偿器接头内高压成形

采用外径161mm、壁厚1．5mm的不锈钢激光焊管进行了补偿器接头的内高压成形实验研究，对成形后零件进行了测量，分析了内凹缺陷产生的原因，重点研究了轴向进给量对成形质量的影响。研究表明：轴向进给量小，圆角成形困难，成形区壁厚减薄量大；轴向进给量大，有利于成形圆角，成形区壁厚减薄量小，但轴向进给量过大，容易形成内凹现象。当轴向进给量在21．5—22．8mm间，能够获得外形尺寸与最小壁厚均满足设计要求的零件。

轴向补料量对内高压成形三台阶轴影响的实验研究

为了解工艺参数对内高压成形工艺的影响,利用实验手段对三台阶轴内高压成形工艺中补料量的作用进行了研究。给出了补料量计算的通用公式,分析了补料量在理论值的80%～120%范围内变化时成形零件的相应变化情况。实验结果表明:补料量低于理论值的90%或高于理论值的110%时,试件壁厚变化显著,容易发生折叠或破裂失稳;直径90mm台阶对补料量的降低敏感度最高,最容易发生破裂;成形区与补料区之间的过渡区受补料量影响最大。