异形排气管多向局部加载液力成形工艺

发布时间：2021-01-26 11:18

　　针对某乘用车异形排气管整体制造的难题,开展4系列不锈钢管材包括多向局部加载液力成形新方法的全流程液力成形工艺研究。基于Dynaform有限元模拟软件,建立绕弯成形及液力成形的有限元模型,监测管材壁厚分布的演化规律,进而优化成形工艺参数,开展实验验证。研究结果表明:初始管材直径对液力成形管材壁厚分布影响显著,初始管材直径为54 mm时能很好地满足工艺要求;在纵向加载液力成形阶段,可通过在上模具设计凸筋来实现对管材的局部加载成形,而在横向加载液力成形阶段,内压为48 MPa时可避免管材破裂、折叠等缺陷的产生;此外,局部加载液力成形可导致管材的应力应变状态发生明显改变,变形区管材的壁厚呈现增大趋势,最大减薄率由27.43%降至24.65%,最终零件的最大减薄率为28.05%。实验结果与模拟结果基本吻合,最大偏差值仅为2.89%。 

【文章来源】：中国机械工程. 2020,31(22)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

零件的几何特征

液力成形阶段液压加载路径示意图见图3,零件的成形阶段共经历两次液力成形,第一次为纵向加载液力成形,主要过程为:管材充液并保持一定内压,上模具即纵向加载模具下压至与管材接触后配合内压的支撑,成形出管材①、②处特征的大致形状,该两处特征的完全成形将在后续的胀形阶段与整形阶段完成。第二次为横向加载液力成形,此阶段前管材已成形出基本形状,随后横向加载推头进给,管材受到径向压力直至到达指定位置。胀形阶段与整形阶段分别对应管材的胀形贴模以及提高零件外形精确度。3 乘用车异形排气管成形实验

基于上述有限元模拟条件,对该乘用车异形排气管开展弯曲预成形与液力成形实验,工艺流程如图4所示。液力成形所用设备为兴迪源机械公司生产的伺服液压成形设备(型号:XD-THF-1500T),如图5所示。该设备可根据计算机所提供的加载路径、模腔内的液压以及冲头进给通过闭环伺服系统实现精确控制,压力控制精度为0.5 MPa,位移控制精度可达0.1 mm。实验所用模具由上模、下模、左右冲头和横向加载冲头组成,如图6所示。成形过程中,乳化液作为传力介质,实验所用加载路径与有限元模拟中所用一致。零件在各成形阶段的壁厚测量采用Olympus公司的45MG型号超声波测厚仪测量,测量误差不超过0.01 mm。图5 实验所用成形设备

【参考文献】：
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本文编号：3001017