紫铜三通管轴压胀形数值模拟及验证

采用弹塑性变形理论分析了紫铜三通管轴压胀形过程中单位胀形力、轴向载荷及平衡力的计算,分析了支管平衡力对成形质量的影响,制定了胀形过程的轴压进给量;建立三通管轴压胀形三维弹塑性有限元模型,分析成形工艺特点,获取合理的工艺参数和模具结构;然后在自行研制的30 t轴压胀形试验机上进行工艺试验验证,并对试件进行分析。结果表明,理论分析、有限元数值模拟和试验结果相吻合。

薄壁轴向微沟槽铜管高速旋压成形的数值模拟

利用有限元分析软件MSC.Marc建立了简化的1/4旋转对称模型,对薄壁轴向微沟槽铜管的钢球高速旋压成形过程进行模拟,并对成形特征和等效应力应变、残余应力的分布规律进行分析.结果表明:成形过程中,金属回弹效应会导致齿根部出现凹口缺陷;等效应力应变及三向应力应变沿轴向呈层状分布,沟槽管外壁面应力超过材料应力极限导致铜屑产生,且易出现断管现象;沟槽底部的等效应力应变和残余应力大于齿顶与外壁面的应力;过大的残余应力容易造成材料脆化,进而产生裂纹等缺陷.

加工微小型轴向沟槽铜管的多齿芯头齿形优化

多齿芯头是制造微小型轴向内沟槽铜管(AIGCT)的芯模,其齿的几何形状直接影响管内壁沟槽的成形质量及自身的寿命.文中根据单个齿成形区域的边界特征和AIGCT成形时矩形齿横截面金相图上呈现的金属流动特点,将成形区域划分为刚性区Ⅰ、塑性变形区、刚性区Ⅱ以及两个被压实的死区;使用上限法建立齿形成形的单位挤压力数学模型,并分析各参数对单位挤压力的影响机制,求解出金属最优流动方向的角度及其影响因素;从而优化出多齿芯头的齿形参数.

微小型轴向内沟槽铜管缩径缺陷实验研究

二分模旋转模锻工艺是微小型轴向内沟槽铜管(AIGCT)的重要缩径工艺.本文通过实验探讨了两种不同截面尺寸类型(分别记作Ⅰ和Ⅱ)和三种不同的材料属性状态(分别记作:A、B和C)下沟槽管缩径缺陷和缩径进给速率的关系.实验结果表明,A状态Ⅰ型管的伸长率最高可达到20%以上,并随着进给速率的增加而减小;当进给速率超过21mm/s时,在A状态Ⅰ型管的成形区将会产生飞边;当进给速率超过13mm/s时,在A状态Ⅱ型管的成形区将产生凹陷.进给速率超过4mm/s和13mm/s时,将分别会在B状态Ⅰ型管和Ⅱ型管的未成形区产生扭曲.由于存在严重的扭曲和压溃,C状态内沟槽铜管不适合用二分模的方式进行缩径.