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管材内高压胀形工艺具备成形产品尺寸精度高、产品质量稳定、工序少、生产效率高、节约成本等特点,是21世纪管材塑性成形加工领域的重要工艺方法。进行多支管的内高压成形工艺深入研究已成为近年来企业、高校研究的热点,但研究结果表明并列双支管存在双支管中间无法补料的问题,要想突破支管高度的成形极限就必须先解决中间补料问题,有学者采用局部聚料的办法拟解决补料不足的问题,但由于成形模具过于复杂且技术还不成熟仍然未很好解决补料问题。本课题主要是围绕补料的问题展开,尝试用移动模具和内芯折叠加载的成形工艺方法拟解决该问题。 本文主要通过有限元分析的途径探究了基于移动模具的并列双支管成形工艺,并且通过试验验证了折叠加载的可行性和对双支管中间补料的明显作用,围绕本文课题主要做了以下内容: 1、对并列双支管成形过程进行受力分析,分别对主管的内、外表面、支管部位以及折叠加载部位进行受力分析,分析了各部位的应力应变状态、壁厚分布规律。 2、运用有限元分析软件ABAQUS/Explicit建立了基于移动模具的并列双支管成形模型、传统的并列双支管成形模型,对基于移动模具的并列双支管的第一次成形和第二次成形分别进行仿真,深入探究了轴向位移量、内压值、移动模具速度对并列双支管的第一次成形的影响,并且将仿真结果通过与传统成形工艺进行对比分析;同时还对比分析了基于两种不同成形模具的并列双支管件的壁厚分布规律。 3、利用现有的试验设备进行了基于折叠加载的并列双支管成形试验和基于传统的并列双支管成形试验,通过试验管件验证了折叠加载的可行性,同时对比分析了两种成形工艺的优缺点。 根据课题研究内容得出以下结论: 1、随着位移量的增加支管高度也明显增加,位移量对移动型和传统型成形工艺的支管高度影响程度分别为121%和77%。移动型比传统型的支管高度提高了51.1%。对最大壁厚值的影响程度移动型是传统型的3倍。但两种成形工艺对成形管件最小壁厚值的影响均不显著。 2、提高内压值成形管件的支管也增高,内压值对移动型和传统型两种模型支管高度的影响程度分别为34.4%和21.3%;移动型的支管高度比传统型的支管高度提高了33.2%。管件的壁厚最大、最小值随内压值的增大变化均不明显,对壁厚最大、最小值的影响都小于1%。 3、移动模具速度的增加支管高度逐渐降低,移动模具速度对支管高度的影响为-24%,移动模具的速度不论是慢于或快于轴向冲头速度,对管坯材料的流动作用都是有益的,快移动模具速度对支管的最小壁厚值贡献是两倍的慢移动模具速度的贡献。 4、基于传统模具的并列双支管件支管顶面明显一高一低,支管的内侧高于其外侧,而折叠加载方式的管件单支管顶面均匀胀高,未出现一高一低现象,可知基于折叠加载的轴向进给方式能解决支管中间的补料问题。