论文部分内容阅读
近年来国内外对内高压成形技术及其工艺的发展进行了大量研究,在航空和汽车领域中,异径三通管被广泛应用。本文利用实验和模拟相互结合的方法,对成形理论及影响因素分析。通过对直管外径D=45mm、壁厚t=1.5mm的5A02铝合金管材,胀形出支管直径为28mm的异径三通管进行研究和优化。提出一种新型管材斜角下料方式,使壁厚增厚现象得到缓解。研究内容与结果如下:首先简要介绍了T形异径三通管成形原理及工艺,并对其失效形式进行描述,简述了几种相对典型的异径三通管成形的影响因素。其次建立异径三通管有限元1/4模型,首先对比等、异径三通管成形过程中的应力和厚度的差异,在管材成形过程中,分别对其进给速度、过渡圆角、摩擦系数等影响因素进行模拟分析。得到较优的成形工艺参数,当内压和进给量相互匹配的情况下,当工艺参数分别为:进给速度为1500mm/s、过渡圆角为4mm、摩擦系数为0.06时,能够较好地模拟出符合要求的成形件。再介绍了成形设备及模具,以及实验成形的前期准备等相关设置,通过等、异径成形的对比,发现异径管壁厚增厚更明显。然后对成形件的内压与进给匹配情况,还有过渡圆角进行分析。对PE薄膜的整体润滑会导致成形件出现起皱现象,但是采用局部摩擦控制原理可以有效的控制起皱。成形件与冲头接触部位容易出现起皱现象。最后针对平端的下料方式在异径三通45mm×28mm成形上的壁厚不均,对1.5mm壁厚成形件模型进行分割,得到理论上成形件的原始管胚形状,下料角度为49.768°。在此基础上,提出一种新型管材下料方式(斜角下料方式)。根据实际管胚切割的程度,模拟30°、45°、60°管胚下料方式,分析不同角度下成形件不同位置的壁厚,得到最佳的下料方式为45°下料。45°下料其成形效果最好,壁厚均匀性最好,直管部分壁厚与原始壁厚相差不大。设计新的成形模具,改进推头,采用O型圈进行密封,对原始下料和新下料方式壁厚进行对比。更容易得出壁厚均匀化的成形件。最后验证了45°下料这种新型管材下料方式可以有效的控制45mm×28mm异径三通管壁厚。