铝合金抛物线形零件反向粘性介质压力成形工艺研究

针对铝合金抛物线形零件在成形时容易出现拉裂、起皱等问题,提出了采用反向粘性介质压力成形方法进行此类零件成形。通过对抛物线形零件的成形过程进行有限元分析,得到不同反向粘性介质压力下试件等效应力及变化趋势,并采用实验方法对其过程进行验证。研究结果表明,反向粘性介质压力成形不仅改善了板料应力状态,使最大等效应力减小,同时也改变了板料变形路径,有效提高了板料成形性能,在反向粘性介质压力为9.2MPa时成形出了满足要求的零件。

铝合金半球形件反向粘性介质压力成形及有限元分析

针对铝合金半球形零件在成形时容易出现拉裂、起皱等问题,首次提出采用反向粘性介质压力成形方法进行此类零件的成形,并对其成形过程进行了有限元仿真分析和实验验证,得到不同反向粘性介质压力下试件的几何形状和壁厚变化规律以及粘性介质压力场的分布规律。结果表明,坯料在较高反向粘性介质压力作用下"反向拉深",形成了预反成形效果,改善了坯料的变形均匀性及壁厚分布规律,最小壁厚由凸模中心区域逐渐向试件直壁区域转移;同时,粘性介质作用于坯料形成的非均匀压力场以及界面摩擦效应也可以有效改善坯料的受力状态,在反向粘性介质压力为12.5 MPa时成形出了满足要求的零件。

GH536燃烧室帽罩粘性介质压力成形贴模性数值分析

针对航空发动机燃烧室帽罩贴模性难以精确控制等问题,进行了粘性介质压力成形工艺数值分析,根据成形压力与保压时间的不同,建立了7组粘性介质成形有限元模型,探究成形压力和保压时间对壁厚变化及回弹分布的影响。结果显示,在保压时间一定的情况下,成形压力从20 MPa提高到80 MPa时,帽罩成形的壁厚差从2%降低至0.7%,成形压力为80 MPa时回弹量达到最低值,与成形压力20 MPa相比,回弹量降低约47.1%。在成形压力一定的情况下,保压时间为0.10 s时回弹量达到最低值,与保压时间0.06 s相比,回弹量降低约60.8%。在选定参数范围内,提高成形压力可提高帽罩粘性介质成形的贴模性,相比保压时间,成形压力对帽罩缺陷特征的影响更显著,考虑到高减薄率及增厚率带来的破裂、褶皱等风险,最终选择成形压力为80 MPa,保压时间为0.10 s。

底部中空方盒形件粘性介质压力成形工艺研究

针对底部中空铝合金方盒形件塑性变形能力较差、变形不均匀等问题,提出了选用带有预制孔坯料的粘性介质压力成形新方法,通过坯料预制孔的变形缓解底部中空零件的减薄和破裂等问题。研究过程中采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对底部中空铝合金方盒形件粘性介质压力成形过程进行分析,得到了坯料预制孔形状和尺寸对成形试件壁厚分布及坯料流动的影响规律,在此基础上进行了粘性介质压力成形试验。结果表明,不同坯料预制孔形状及尺寸对材料流动规律和试件成形质量影响较大,在合适的预制孔形状和尺寸条件下,可以有效提高底部中空盒形件的成形质量和成形性能。

粘性介质反向压力胀形对5A02铝合金板成形性的影响

粘性介质压力成形(ViscousPressureForming,VPF)是一种适合于难变形材料板金零件制造的软模成形工艺。采用粘性介质胀形实验研究了反向压力对5A02铝合金板料成形性能的影响,结果表明在一定范围内的反向压力有利于抑制板料的平面各向异性,而在更高的反向压力条件下板料具有更好的成形性。

粘性介质压力成形研究进展(上)

随着技术的发展 ,采用高强度难变形材料超薄板制成的板金零件越来越多 ,而且成形件的三维型面日趋复杂 ,对这些零件的尺寸精度及表面质量 ,尤其是厚度均匀性的要求越来越高 ,这就对成形技术提出更高的要求。而通常的软模成形技术以及常规冲压由于各自的特点构成了相应的适用范围 ,仍存在许多不足。而粘性介质压力成形 (ViscousPressureForming ,VPF)工艺由于采用粘性物质作为成形过程传力介质 。

1Cr18Ni9Ti薄壁曲面件粘性介质内、外压力成形

薄壁曲面零件的加工常常采用分体成形、组合焊接的方法,所需工序较多。该文提出粘性介质内、外压力成形方法,可以直接整体成形薄壁曲面零件,不需要成形后的组合焊接,并针对直径变化比达35%的1Cr18Ni9Ti薄壁曲面零件进行了内、外压力成形试验和有限元分析,给出了变形过程粘性介质和坯料的流动规律和缺陷的预测分析,研究结果表明,薄壁曲面零件内、外压力成形是可行的。

板材粘性介质压力成形粘性附着力影响因素试验研究

针对粘性介质压力成形过程是粘性介质与板材耦合的变形过程,不易确定板材在粘着应力作用下变形行为的情况,自行设计了粘性附着力拉伸试验装置,将粘着应力作为板材拉伸力,直接测量粘着应力对板材变形的作用。采用聚甲基乙烯基聚合物作为成形传力介质,初步研究了粘性附着力拉伸过程板材受到的粘性介质粘性附着力对板材变形的影响以及粘性附着力的影响因素。试验结果表明,增大板材表面压力差、提高粘性介质流动速度及提高粘性介质压力有利于提高粘性附着力的作用。研究结果可为合理利用粘性附着应力作用,提高板材成形性提供理论基础。

冲压发动机超薄壁波纹形件的粘性介质压力成形

粘性介质压力成形是一种采用具有高粘度并且可流动的半固态介质作为软凸模的成形方法。采用试验和数值模拟方法 ,研究了高温合金超薄壁波纹形件成形过程坯料形状、应变分布、厚度分布的变化和界面摩擦对板料成形的影响 ,研究结果表明 :成形件尺寸精度高、表面质量好、厚度均匀 ;与钢凸模成形相比较 ,可以避免局部较小半径曲面之间的严重颈缩 ;对于具有局部较小半径曲面的复杂形状薄壁件 。

阶梯形件粘性介质压力成形的试验研究

介绍了用粘性介质压力成形 (VPF)方法制造阶梯形件的工艺过程 ,通过调整压边力与介质注入压力的配合 ,分两步来控制板料的成形 ,成功地制出了阶梯形零件。该方法在第一工步采用较小的压边力拉深预成形 ,使板料尽量流入型腔 ,第二工步则加大压边力和介质注入压力使板料最终贴模成形。结果表明采用这种新工艺成形的零件厚度分布均匀 ,减薄量小 ,表面质量好 ,尺寸精度高。

板件粘性介质压力成形新工艺

粘性介质压力成形是一种新的板料软模成形技术 ,与常规冲压相比节约了一半的模具费用 ,且零件研制周期大大缩短而整体性能得到提高 ,因而降低了能源消耗。成形过程中的传力介质是一种半固态、可流动且具有应变速率敏感性的高分子化合物 ,对人体无害 ,对环境没有污染 ,对试件无腐蚀作用 ,而且粘性介质可以反复使用。因此 ,粘性介质压力成形是一种环保节能的新工艺。

铝合金阶梯形件粘性介质压力成形的研究

通过压缩试验得到了粘性介质的应力—应变关系、压力衰减随冲头加载速率及时间变化的规律。采用有限元软件 DEFORM分析了在不同压边力下分别用钢凸模和粘性介质成形铝合金阶梯形件的工艺过程。结果显示 ,采用 VPF可以提高板料的成形性。根据模拟结果 ,采用 VPF成功地制备了阶梯形件 ,这表明有限元法对 VPF试验具有很好的指导意义。

粘性介质压力成形的应用研究

给出了VPF在镍基高温合金波纹形薄壁板件、铝合金阶梯形板件和不锈钢球形阀芯板壳件等成形中的应用 ,研究结果表明 :(1)VPF技术适合于成形高强度超薄壁 (壁厚为 0 3mm )小半径 (r≤ 2mm )曲面板件 ,可以避免局部颈缩和开裂 ,成形的零件尺寸精度高 (IT10～ 11) ;(2 )对于采用多道次刚模拉深成形的铝合金阶梯形板件 ,可以一次拉深成形 ;(3)

宽长比对铝合金盒形件粘性介质压力成形的影响

针对不同宽长比(即盒形件宽度和长度的比值)的铝合金盒形件粘性介质压力成形进行了研究,分析了盒形件的不同宽长比对试件的壁厚、应力与应变及破裂区域的影响,得到了不同宽长比盒形件的极限变形能力。研究结果表明,随着盒形件宽长比的增加,试件破裂区域由盒形件长度方向的底部直边圆角区域向底部4个拐角圆角区域转移,能够成形出的最小圆角半径不断减小,贴模性能不断提高。

高温合金波纹件粘性介质压力成形过程危险点的数值模拟

粘性介质压力成形(Viscous pressure forming,VPF)适合于高强度难变形材料钣金零件的制造。本文应用有限元商业软件DEFORMTM进行模拟,对比分析采用粘性介质压力成形和刚性凸模成形高温合金波纹形薄壁件过程中材料危险点的变化。发现前者板料成形的危险点会发生转移,释缓了应力集中,降低了缺陷发生的可能性,因此,有利于提高板料的成形性。

粘性介质压力成形新工艺

介绍了一种新的成形技术──粘性介质压力成形工艺方法，并通过试验对该工艺的成形特点进行了论述。试验结果表明该成形新工艺能提高板料的成形性能，且表面质量好，适合于成形形状复杂的板料件。

薄板件粘性介质压力成形过程的压边力控制

对铝合金以及高温合金薄板件成形过程中产生的缺陷进行了分析,并根据零件特征采用了不同的压边力控制工艺成功研制出了完全符合设计要求的零件。

难变形板材复杂形状构件粘性介质压力成形技术

为了提高板材零件成形制造性能,适应零件使用性能和可靠性的要求,缩短新材料应用周期,解决多品种、小批量、难变形板材和复杂形状构件成形制造技术问题,迫切需要发展新的成形技术。

粘性介质压力成形技术(VPF)研究——王仲仁教授指导的学术新方向

粘性介质压力成形技术(VPF),是20世纪90年代出现的板材软模成形新技术。介绍了粘性介质压力成形技术的基本原理,分析了粘性介质压力成形技术的特点,采用有限元方法数值模拟分析了粘性介质性质对板材变形的影响规律;给出了高强度镍基高温合金小半径曲面波纹形超薄壁厚构件、低塑性铝合金阶梯形构件、轴对称曲面件粘性介质局部内压扩径、外压缩径等粘性介质压力成形实例和分析。

粘性介质压力成形研究进展(下)

粘性介质压力成形 (ViscousPressureForming ,VPF)工艺非常适合于采用难变形材料的多品种、小批量零件的生产。当前的研究主要集中在成形过程中粘性介质粘度对板料成形的影响 ;介质排放口以及反向压力等工艺参数对成形性的影响。通过实验研究并结合数值模拟的方法对工艺进行优化 ,对于缩短板料件新材料应用研制周期、提高复杂形状板料件性能。