Converting circular tubes into square cross-sectional parts using incremental forming process

Incremental forming process is recently developed to form tubular parts.The fabrication cost and accuracy could be optimized if the effects of process parameters and the optimum values are specified.The aim of this research is using incremental forming of copper tubes to convert a circular tube into a square cross-sectional part.An experimental setup,consisting of a spherical forming punch and a fixture for clamping the tube is designed.The forming punch movement is controlled by a CNC machine.Full factorial design of experiments is carried out in order to determine the effects of process parameters including linear velocity,radial feed,and axial feed of the tool on the thinning ratio and the maximum outer diameter of the square cross-sectional parts.Results show that the radial feed has the major influence on the thinning ratio,while the axial feed plays the major role for the final profile.Increase of radial feed results in higher thinning ratio,and decrease of axial feed results in better shape conformity.Linear velocity does not have a significant effect on thinning ratio.Regression models are also given for predicting the determined responses.

轴向补料对双金属薄壁管冲击液压成形影响的研究

双金属薄壁管冲击液压胀形技术是在液压胀形与冲压成形基础上发展起来的一种复合成形技术。为了获取更好的成形质量,在液压预成形与冲击液压成形相结合的基础上,通过改变液压预成形的加载路径实现双金属薄壁管成形。介绍双金属薄壁管冲击液压成形原理及内管轴向补料方案;利用Dynaform有限元分析内管轴向补料距离对双金属薄壁管壁厚分布的影响,获得轴向补料距离对双金属薄壁管成形规律;同时,分析内管轴向补料距离对管材中截面的对角线长度变化影响规律,从而获得内管轴向补料距离对双金属薄壁管填充性的影响。通过液压预成形阶段加载路径的研究,探明了轴向补料对双金属薄壁管成形规律的影响,为冲击液压载荷作用下的双金属薄壁管成形提供理论与应用支撑。

三通管内高压成形工艺研究

管件内高压成形工艺是近几年发展起来的一种新的塑性成形技术。本文分析了三通管内高压成形时的主要变形特点和技术关键,采用数值模拟方法给出了不同轴向进给速度下零件的壁厚及等效应变分布,并分析了轴向进给速度对成形性能的影响。分析结果表明,当轴向进给速度过快时,主管中部壁厚增厚严重,形成死皱。当轴向进给速度过慢时,主管中部容易导致变形区补料不足而破裂。因此轴向进给速度的选取对内高压成形三通管具有重要影响,对于成形TP2紫铜三通管,合理的轴向进给速度是0.5 mm.s-1。

薄壁管轴压胀形关键工艺参数及成形极限

利用粘性介质传压,对薄壁管轴压胀形进行了研究;基于塑性理论和分散性失稳理论,推导了轴对称胀形内压力分布规律,得出了内压加载区间和轴向加载关系;建立了基于载荷控制的加载函数,提出了送料控制方法,优化了加载模式;基于集中性失稳理论,计算了胀形压力极限,建立了均匀变形极限和极限应力比的概念,形成了零件可成形性的基本判据;分析了管材成形过程中应力变化特点,揭示了管材胀形区由拉-压应力状态迅速发展到双向受拉的机理.通过实验并利用有限元方法对薄壁管轴压胀形过程进行了模拟计算和研究,验证了理论分析结果.

轴向加速度对单侧双排四通管内高压成形规律的影响

以单侧双排四通管为研究对象,应用有限元分析软件分析内压、平衡冲头速度和挤压冲头平均速度相同时,不同轴向加速度对单侧双排四通管内高压成形壁厚、支管高度和主管补料规律的影响。结果表明:随着挤压冲头加速度增大,最大壁厚和最小壁厚值变化较小,最大壁厚值变化略大于最小壁厚值变化;支管高度和主管端部轴向位移明显增加;挤压冲头加速度增大明显增加外侧主管补料,但是对内侧主管补料影响较小。这些规律为四通管加载路径的选择提供了参考。

液压成形设备的设计

着重介绍了液压成形技术的原理、工艺过程及生产异型截面管时两种不同工艺设备的设计 .

液压成形波纹管减薄率的数值模拟研究

厚度减薄率是影响波纹管成形质量的重要参数之一,因此用数值方法模拟研究波纹管液压成形过程的减薄率具有重要意义。比较了四种轴向进给加载路径(台阶形、双线性、单线性和二次曲线)对波纹管减薄率的影响,结果表明:台阶形和二次曲线路径减薄率较大,单线性路径减薄率次之,双线性路径的减薄率最小。在相同的轴向进给位移条件下,波纹管厚度减薄率随着成形压力的升高而增大。如果成形压力与轴向进给之间匹配不合理,会导致波峰处出现明显皱褶的现象。