基于CAE的导管精确扩口成形技术

发布时间：2021-02-10 20:52

　　针对导管扩口成形过程中因扩口伸出量的不确定导致的导管轴向成形精准度差的问题,基于导管扩口成形的具体参数要求,采用ABAQUS对Φ22 mm×1 mm的LF2M铝合金导管的扩口成形过程进行有限元仿真分析,得到成形过程中旋压棒的载荷-行程变化规律以及旋压棒、导管扩口端、平管嘴之间的接触变化规律,在此基础上研究了不同伸出量的旋压棒端面距离-行程和旋压棒最大外径-行程的变化规律。研究结果表明:不同伸出量在特定的旋压棒行程下成形的扩口端均能满足成形参数要求,但伸出量的可选范围大,严重影响导管轴向成形精度,需对伸出量进行精确控制。基于扩口成形变化规律确定参考伸出量,并进行相应的工艺试验研究,为标准伸出量的确定提供了理论依据。 

【文章来源】：锻压技术. 2020,45(10)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

扩口管连接方式

扩口成形示意图如图2所示，通过预留导管端面相对平管嘴的伸出量L，控制旋压棒的进给量S(S=S1-S2，其中，S1为扩口成形准备时旋压棒与平管嘴的端面距离，S2为扩口成形完成时旋压棒与平管嘴的端面距离)，利用旋压棒的逐渐进给运动使管材坯料端口沿径向产生扩张，形成扩口锥面[11]。Φ22 mm×1 mm的LF2M铝合金导管扩口成形后的具体参数要求为[12]:端面至平管嘴的距离L1不小于0.4 mm;最小壁厚不小于导管公称壁厚的70%。同一管径管材的扩口端的最大外径D为Φ29 mm±0.3 mm;导管长度、扩口锥面与接头的密封性能均需满足装配需求。1.2 有限元模型

成形过程中旋压棒的转速为720～1440 r·min-1，导管扩口端未受力的时间极短，将导管与旋压棒之间的接触视作连续接触[13]，扩口成形仿真建模时将旋压棒、导管、平管嘴等效为轴对称模型，且旋压棒、平管嘴为解析刚体。Φ22 mm×1 mm的LF2 M铝合金导管扩口成形的有限元装配模型及主要几何尺寸如图3所示，旋压棒的锥面角度为73°，平管嘴的锥面角度为66°。扩口成形准备时，调整旋压棒与导管的相对位置S1，使旋压棒外锥面不与导管接触;扩口成形结束时，使平管嘴内锥面与旋压棒外锥面最小距离为0.8 mm，以保证仿真结束时导管的最小厚度不小于0.7 mm;本文调整旋压棒与导管的相对位置S1，得到旋压棒的进给量，即旋压棒总行程为S=S1-S2=7.6 mm。Φ22 mm×1 mm的LF2M铝合金导管的弹性模量为74.31 GPa，泊松比为0.33，真实应力-真实应变曲线如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3027970