Inner and outer pressure forming of nickel based super-alloy thin-walled part with variable diameter sections

A novel forming method of nickel based super-alloy thin-walled part with variable diameter sections was proposed by using inner and outer pressure with the visco-elasto-plastic pressure-carrying medium at room temperature,and the principle of the method was provided.Experiments and FE simulations were carried out to analyze the deformation characteristics for the part with larger variable diameter ratio(35%).The results show that visco-elasto-plastic pressure-carrying medium can meet the requirements of the room-temperature deformation condition for nickel based super-alloy sheet.The inner and outer pressure forming with the visco-elasto-plastic pressure-carrying medium can meet the requirements of dimensional accuracy for the thin-walled part with variable diameter sections.The thinning of wall-thickness is less than 4%.This method provides a new approach for near-net shape forming of nickel based super-alloy thin-walled parts with variable diameter sections.

加载条件对内高压成形管件尺寸精度的影响

为了研究内高压成形管件横截面尺寸变化规律,获得管件横截面尺寸精度的调控方法,采用内高压成形实验研究了内压和合模力加载条件对低碳钢变径管直径尺寸精度的影响规律。结果表明:随着内压从60 MPa增加到210 MPa,变径管直径逐渐增加,卸压出模后管件发生0.045%~0.075%的回弹,当内压为150 MPa时,获得的管件直径尺寸精度最高。随着合模力增加,变径管水平方向的直径尺寸逐渐增大,竖直方向的直径尺寸逐渐减小,横截面不圆度增大,导致尺寸精度降低。因此,在内高压成形中,可通过增加模具尺寸或采用可变合模力加载以降低合模力对管件横截面尺寸精度的影响,也可通过控制内压使模具弹性变形量恰好等于管件回弹量,从而使管件最终直径尺寸等于设计值,以保证管件的横截面尺寸精度。

薄壁变径构件黏性介质内压成形方法及应用研究

提出黏性介质内压成形选择构件最小尺寸作为成形用筒坯直径,并在筒坯内侧注入加载黏性介质,使之成为在黏性介质较高成形压力和较大黏性附着力共同作用下可均匀变形的一种成形新方法。给出了黏性介质内压成形原理,并通过有限元和试验方法讨论了黏性介质内压成形变形特点及在复杂薄壁变径构件中的应用情况。

变径薄壁零件粘性介质外压缩径变形分析

针对变径薄壁零件粘性介质外压缩径方法,采用理论和有限元方法分析了粘性介质压力场分布、坯料几何形状及应力与应变的变化,并与试验结果进行对比。研究结果表明,粘性介质适应坯料失稳褶皱形貌产生不均匀的压力场,并在较高压力条件下消除褶皱;试件壁厚减薄,最大减薄率为4.3%,变形方式由压缩类变形向伸长类变形转变。

内高压成形合模力对变径管尺寸精度的影响

目的在内高压成形过程中,合模力加载不合理不仅会导致模具寿命降低,而且容易引起管件截面精度超差,需探究合模力对管件截面尺寸的影响以改善这一缺陷。方法以低碳钢和铝合金变径管为例,采用内高压成形实验与数值模拟的方法,在两种不同的加载条件下分析合模力对管件截面尺寸精度的影响规律。结果变径管内高压成形时,模腔上、下侧的等效应力高于左、右侧,模腔顶部的径向位移最小,分型面附近的径向位移最大。模腔在合模力的作用下被压扁,导致卸载内压和合模力后管件截面竖直方向的直径始终小于水平方向,存在一定的不圆度。SAPH440低碳钢和6063铝合金变径管的截面最大不圆度分别为0.27%和0.26%。结论在内高压成形过程中,合模力对截面精度的影响不可避免,需通过增大模具尺寸或采用可变合模力的加载方式以减小其影响。

大径厚比薄壁变曲率构件充液拉深成形技术

为提高大径厚比变曲率薄壁件的成形质量,对充液拉深技术开展了分析,利用CAE技术和试验相结合的方法,分析了充液拉深过程中材料变形机理和工艺参数的影响规律。为成形良好产品,分析了板料尺寸、液室压力及圆角半径等参数对成形的影响,并通过试验得到优化的工艺参数,同时设计了带α角的分体模具结构,实现了降低压边力、减小起皱风险、减少液体容积的有益效果。结果表明,当板料尺寸为Φ1250 mm,液室压力为5~7 MPa,圆角半径为30 mm时,成功研制了变曲率构件并通过了尺寸检验,产品的外形尺寸精度由0.8 mm提升至0.4 mm,并降低了零件的减薄率,为薄壁构件精密制造水平的提升提供了技术支持。

薄壁零件粘性介质外压多道次缩径研究

提出了粘性介质压力缩径成形方法,利用粘性介质力学性能和易于实现的加载方式,延缓缩径过程失稳并在一定条件下消除失稳产生的褶皱,提高极限缩径量。多道次成形可以将一个较大的目标变形量分成多步小变形,控制每道次变形于失稳起皱范围内,较一次成形可以显著提高材料成形能力。采用有限元分析的方法研究了粘性介质外压多道次的缩径过程,得到了每一道次缩径后长径比和壁厚变化综合作用影响下一道次极限缩径量的结论。