薄壁异形方半管零件充液成形工艺研究

目的为解决薄壁异形方半管零件成形过程中易起皱、破裂、形状冻结性不佳的难题,引入充液成形工艺。为进一步掌握不同工艺参数对零件成形性能的影响,对薄壁异形方半管零件的充液成形过程进行研究。方法以液室压力、压边力、拉深深度、摩擦因数等工艺参数为影响因子,进行正交试验,通过分析不同工艺参数下零件最大减薄率、贴模度、最大回弹量的变化规律,掌握充液成形工艺中不同工艺参数对零件起皱、破裂、形状冻结性的影响。结果零件的破裂和起皱现象受液室压力影响显著,而零件的形状冻结性则受压边力影响较大。在数值模拟中,优化后的最优工艺参数如下:液室压力为15 MPa,压边力为120 kN,拉深深度为110 mm,摩擦因数为0.15。经模拟验证,与优化前相比,在该工艺参数下得到的结果更优,零件最大减薄率降低到11.5%、贴模度提高了0.212 mm、最大回弹量降低了1.955 mm。结论通过模拟分析和现场试验验证可知,采用正交试验得到的最优工艺参数可以完成半管零件的成形,合理的工艺参数能有效抑制零件起皱、破裂、形状冻结性不佳的现象,从而提高半管零件的成形性能。

长环形薄壁唇口整体充液成形方法研究

针对大拉深比长环形薄壁唇口难成形问题,设计了先成形气动外形区,后成形内侧进气道区的二次被动充液成形工艺方案。借助有限元模型分析并结合试模优化实现了长环形薄壁唇口整体成形,通过模拟优化液压室加载曲线、压边条件、反胀、坯料形状等了解壁厚变化规律,液压室压力使板料与凸模之间产生有益摩擦,可抑制凸模圆角处的减薄;在定间隙压边条件下,法兰根部悬空区减薄率随着最大液压室压力的增大而增大。与传统拉深比较,被动充液成形易将最大减薄区由凸模圆角区转移至凹模圆角区。

一种大型薄壁板材零件充液成形系统的开发

充液成形技术具有许多优势,大型薄壁板材零件充液成形时具有成形压力低,液室容积大、排液时流量大的特点。目前主流的充液成形压力控制方式为采用增压系统控制液室压力,该压力控制方式受到单作用增压器的限制,具有容积小和起调压力高的局限。从大型薄壁板材零件充液成形特点入手,开发了一种大型薄壁板材零件充液成形系统,该充液成形系统弥补了单作用增压器的局限,起调压力低,通流量大,具有循环过滤功能,通用性强,非常适用航空航天类单件小批量生产。

高强度铝合金板材的温热介质充液成形研究

在温度20℃～300℃的范围内,对厚度1.2mm的7B04-T6高强度铝合金薄板在应变速率分别为0.0006s-1、0.006s-1和0.06s-1的条件下进行了单拉试验,并在此基础上利用MSC.Marc有限元软件进行了筒形件温热介质充液成形的差温热力耦合数值模拟,研究了成形温度、冲压速度和液室压力对于成形性能的影响。结果表明,在冲压速度15mm/min以及液室压力1MPa的情况下,零件的最大成形高度由常温下的20.5mm提高到了300℃时的31.6mm。

铝合金盒形件充液成形法兰变形特性及其失稳影响分析

通过有限元模拟和实验对铝合金盒形件充液成形过程进行研究,分析了铝合金盒形件充液成形法兰直边区和圆角区的变形特性,以及法兰变形对起皱和破裂等失稳形式的影响.结果表明:法兰圆角区变形复杂,存在径向压应力,根据变形特征可分为五个变形区;长直边法兰抗皱能力比短直边法兰小,容易起皱;短直边侧壁变薄量大,在与凸模圆角相切处的板料容易破裂;合理的压边间隙可以有效控制长直边法兰起皱和短直边侧壁破裂,实验结果证明了数值模拟结果的准确性.

复杂薄壁零件板多级充液成形及过程数值模拟

板充液成形已被证明是制造复杂零件一种有效的方法.采用板多级充液成形方法对难成形复杂薄壁结构的飞行器零件进行了研究,利用有限元数值模拟的方法,分析了预成形凸模形状、预成形深度,以及液室压力等关键工艺参数对成形的影响.对成形中出现的诸如破裂、起皱等失效形式进行了探讨,给出了终成形时实现成功成形的最高液室压力区域范围.提出了控制成形质量的措施,优化了工艺参数,并根据数值模拟的结果进行了试验验证.结果表明,模拟结果和试验结果达到了较好的一致.

铝合金异形件充液成形失稳控制策略

对2024-O铝合金异形件的充液成形过程进行研究,讨论充液成形过程中可能出现的失稳形式,通过数值模拟与实验分析液室压力和压边间隙对充液成形的影响,优化工艺参数,提出了控制失稳的措施。结果表明,长边法兰起皱和短边侧壁断裂是成形的主要失效形式,采用合理的压边间隙、液室压力加载路径,可以有效控制法兰起皱和侧壁破裂,实验结果与数值模拟符合较好。

锥形薄壁零件多道次充液成形方法

以某类锥形航空发动机整流罩为研究对象,定性分析了充液成形过程中纬向应变的变化规律,针对锥形件底部易破裂及悬空区起皱的失效形式,采用多道次成形方法。结合数值模拟及试验验证,探究了中间构型对终成形悬空区起皱、起皱区域分布及零件壁厚分布的影响,确定优化后的中间构型成形工艺参数,最终成形出减薄小、表面质量好的合格零件。

汽车后备箱门内板充液成形数值模拟与试验验证

对汽车后备箱门内板的充液成形-局部冲压成形复合工艺过程进行了数值模拟,分析拉延筋高度、液室压力、压边间隙和初始反胀高度等工艺参数对板件的减薄率的影响,最终获得一组最优的工艺参数,并据此制作了样件,试验结果表明零件合格,验证了充液成形工艺及其数值模拟技术的可行性。

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。

基于响应面法的汽车覆盖件充液成形工艺参数多目标优化

选取比亚迪S6车型后备箱门内板件为研究对象,以基于成形极限图的判定依据作为优化目标函数;通过田口试验设计选定的充液成形中的显著工艺参数为优化变量,采用中心复合试验设计构建响应面模型,运用改进型遗传算法对模型寻优,获得汽车覆盖件冲液成形最优的工艺参数。最后,按照优化的工艺参数进行数字模拟,并利用充液成形局部冲压复合工艺,成功制成后备箱门内板件,验证了该优化流程的正确性。

薄壁深腔件部分阴模充液成形技术研究

充液成形技术能有效解决复杂零件的成形问题.针对某飞机薄壁深腔蒙皮常规拉深成形需要多道次成形、成形质量差的问题,通过分析充液成形过程中易出现的失稳,设计了带部分阴模的一模两件充液成形的技术方案.结合数值模拟,对薄壁深腔件充液成形过程中出现的悬空区失稳形式进行了研究,优化了液室压力加载曲线、压边间隙、初始反胀压力等工艺参数.结果表明,薄壁深腔件在带部分阴模的一模两件的工艺方案下,能有效避免悬空区的起皱,同时改善了一模一件补充段的破裂问题,提高了零件成形极限和壁厚分布的均匀性.

薄壁管材充液成形技术研究

充液成形技术是一种新型的金属成形工艺,被广泛应用到汽车类各零部件的生产制造中。文中对就某汽车零件的薄壁管材的充液成形工艺进行数值模拟研究和试验研究,分析了无内压支撑合模与低内压支撑合模对管件成形的影响,并分析了支撑压力和整形压力对薄壁管件充液成形质量的影响。结果表明:低内压合模有助于管件的均匀成形,内压较低时,减薄较大,当内压较大时,在合模位置出现挤料现象。对于文中研究材料,合理的压力加载路径,可以有效地避免零件成形过程中产生破裂和起皱等失稳现象。

基于灰色系统理论的汽车横梁充液成形用坯料优化

类似汽车横梁这些复杂管类结构件的充液成形,是一个不均匀的变形过程,坯料的相对形状及尺寸,是影响金属流动的关键因素,从而对充液成形零件的最小壁厚、最大壁厚等评价对象有重要影响。以坯料的弯曲角度、弯曲半径、轴线高度差为因子,建立正交试验设计方案,进行有限元模拟,获得不同坯料尺寸下的最小壁厚、最大壁厚参考序列。利用灰色系统理论,计算各个参考序列与比较序列之间的关联系数,将多目标转化为以关联度为目标的单目标。进一步计算各坯料结构尺寸的平均关联度,获得优化的坯料尺寸组合参数,以此进行有限元模拟和生产实验。验证结果表明,该优化方法能够获得满足质量要求的充液成形的汽车横梁。

板材充液成形过程反胀效应影响因素

研究了板材充液成形过程中影响反胀效应的因素。将反胀效应划分为初始反胀(IIB)和局部反胀(LIB)。IIB的主要参数为反胀高度率(HIb/t)和反胀压力率(pIb/t),LIB受到IIB的影响并且与成形过程中液室压力直接相关。通过数值模拟得到了半球底筒形件和平底筒形件的最优反胀参数,并优化了对反胀效应有较大影响的凸模与压边圈间隙以及压边圈入口圆角等工艺参数,使反胀效应在充液成形过程中发挥了更大的作用。最后,试验验证了数值模拟结果的正确性。

异型截面构件一模多腔充液成形模具布局研究

采用数值模拟和试验研究相结合的方法,优化了汽车底盘零件典型代表之一的悬架臂的充液成形多工步工艺路线;为了提高成形效率和成形质量的一致性,采用一模多腔模具结构研究了模具布局对零件充液成形的影响。研究结果表明:相比于其他布局方式,充液成形模具布局采用两个C型模具对称分布时,既可改善零件模具受力状况,保证零件质量,又能提高生产效率,是一种合理的布局方式。

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 ;

矩形抛物面反光罩充液成形的研究

对矩形抛物面反光罩的充液成形进行研究,探讨该零件充液成形的变形特点。对工件成形过程中出现的破裂现象进行了分析,按成形中破裂发生的位置和变形阶段分5种情况对破裂的成因进行研究,结果表明,液体压力控制方式、压边力的大小以及初期液体压力的加载方式是影响破裂的主要因素。最后通过实验成形出合格零件,获得了大拉深比矩形抛物面反光罩的成形曲线。

难成形材料复杂型面零件充液成形失稳控制研究

探讨了充液成形过程中,关键工艺参数之一的液室压力大小对起皱和破裂两种失稳现象的作用和影响规律。从应力、应变、减薄率和FLD曲线等方面研究了液室压力对起皱和失稳现象的影响。首先模拟液室压力为12 MPa时的成形过程,分析了起皱的原因,再通过加大压力对起皱进行控制;而后模拟液室压力为35 MPa时的成形过程,分析了破裂的原因,再通过减小压力对破裂进行控制;最后利用难成形航空材料2806-M进行实验验证,得到了成形此零件的合理压力范围18～25 MPa。

铝合金发动机罩内板充液成形工艺研究

目的研究铝合金发动机罩内板充液拉深-局部关键特征刚性整形复合成形工艺。方法在Dynaform中建立有限元模型,优化液室压力及加载路径等关键工艺参数,并进行试验验证。结果液室压力及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,并且液室压力不宜加载过早,当凸模行程在30~40 mm之间时,进行合理的液室压力加载可较好地成形该铝合金内板件。结论对于文中研究的大型多特征铝合金发动机罩内板,采用充液拉深-局部关键特征刚性整形复合成形工艺更有利于其成形,可得到合格零件。