三通管液壓成形與模具參數(shù)化研究.pdf

1、液壓成形是一種復(fù)雜的整體塑性成形技術(shù)。成形管件具有表面精度高、質(zhì)量輕、裝配誤差小、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)并且在航空、汽車等領(lǐng)域有著極大地應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景。在實(shí)際生產(chǎn)中，考慮到模具設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)人員修改繁瑣等因素，所以，開發(fā)三通管液壓成形模具的專用參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)以提高設(shè)計(jì)效率。本文采用仿真模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，配合模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)，針對(duì)管徑為32mm，壁厚為1mm的 LF2M鋁合金管件開展液壓成形基礎(chǔ)性研究。研究?jī)?nèi)容主要集中在5個(gè)方面：

2、
　　（1）為準(zhǔn)確測(cè)量直徑為32mm，壁厚為1mm的LF2M鋁合金管件的材料性能，采用單向拉伸實(shí)驗(yàn)中的恒速-位移法。一方面通過不拉斷試樣得到材料的力學(xué)性能參數(shù)后，推導(dǎo)并計(jì)算出該類型試樣的塑性應(yīng)變比r值；并由得到的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線圖擬合得到材料的應(yīng)變硬化指數(shù)n值及強(qiáng)度系數(shù)k值。另一方面通過拉斷試樣得到常溫下該材料的延伸率δ和抗拉強(qiáng)度ζb。
　　（2）為了得到該類型三通管件各工藝參數(shù)對(duì)成形效果的影響規(guī)律和其成形壁厚分布規(guī)律，

3、結(jié)合液壓成形技術(shù)和有限元法，使用Dynaform軟件對(duì)三通管液壓成形開展有限元模擬。結(jié)果表明：隨著摩擦系數(shù)的增大，支管的高度降低而支管的壁厚差增大；隨圓角半徑的增大，支管的高度增大而支管的壁厚差減小。成形后支管壁厚的分布規(guī)律為：以支管頂部中心為視角，沿支管管壁向下壁厚逐漸遞增，倒圓角區(qū)域的壁厚達(dá)到最大。
　?。?）為了獲得合理的內(nèi)壓力加載路徑，通過對(duì)不同內(nèi)壓力加載路徑的比較，設(shè)計(jì)了有初始內(nèi)壓力的單線性加載路徑。結(jié)果表明：在該加載路

4、徑下，當(dāng)左、右進(jìn)給量最大位移定為20mm，內(nèi)壓力設(shè)定為5MPa-10MPa時(shí)，有效支管高度為26.21mm、有效高度截面最小壁厚為0.88mm，均能滿足有效支管高度為25mm,最小減薄率不超過25％的成形三通管件。并發(fā)現(xiàn)在成形開始時(shí)，給予合適的初始內(nèi)壓力能夠避免成形中的褶皺現(xiàn)象；過大的內(nèi)壓力終值會(huì)導(dǎo)致支管頂部的破裂；在成形中后期，內(nèi)壓力對(duì)控制支管高度起主導(dǎo)作用。
　?。?）為了提高模具設(shè)計(jì)效率、縮短設(shè)計(jì)周期并方便研究人員對(duì)其他管徑