由以上模拟结果可知,在双拐曲轴内高压成形过程的加载(轴向位移和压力)关系曲线中,存在着一个不产生缺陷的最佳成形区间,如图9,在加载路径a以上,内压过高,轴向补料速度较慢,管坯就会减薄过度以致破裂;在加载路径b以下,内压较小,轴向补料速度较快,管坯就会出现起皱;只有在加载路径a与b之间,此时轴向进给量可以正好补偿径向的变形量,才可以成形壁厚分布较均匀的合格零件。 图9 空心双拐曲轴内高压成形区间图 4 结论
1 在空心双拐曲轴内高压成形过程中,当轴向进给量15mm时,如果加载路径设计的不合理,压力上升速度较慢,小于20MPa,而轴向进给速度较快,轴向变形来不及转化为周向变形,材料就会在轴向聚集,使管坯产生起皱;
2 当压力上升速度较快,成形压力大于32 MPa,而轴向进给速度较慢,即轴向进给量不足以补偿周向变形量,使厚度减薄,如果内压过高,就会出现减薄过度以致破裂。
3 只有合理的应用加载路径,成形压力介于20MPa与30MPa之间,使轴向进给量可以正好补偿径向的变形量才能获得壁厚较为均匀的合格零件。
参考文献: [1]Dohman F, Hartl C. Hydroforming: Research and Practical Application[A]. Proceedings of 2th International Conference on Innovations in Hydroforming Technology[C], Ohio, USA, 1997 [2]Yuan S J, Lang L H, Wang X S, Wang Z R. Experiment and Numerical Simulation of Aluminum Tube Hydroforming[A]. Proceedings of 2nd International Conference on Hydroforming[C]. Fellbach, Germany, 2001 : 339-349 [3] Koc M, Altan T, An overall review of the tube hydroforming technology, Journal of Materials Processing Technology[J], 108(2001), 384-393 [4]苑世剑,内高压成形技术现状与发展趋势[J].金属成形工艺,2003,21(3):P1-3 [5]刘耀辉,杜军.球铁曲轴制造技术及国内外发展动态[J].铸造,vol49 2000 2 P89-92 [6] 杨胜强,王明珠等.曲轴类零件滚磨光整加工技术的开发与研究[J].中国机械工程第12卷第3期 2001年3月 [7]陈慧琴,刘建生.曲轴弯曲镦锻成形模具结构设计的改进[J].模具技术,2001No.6 P13-16 [8]Marando R A. Tubular Hydroforming Process Variables[J].Metal Forming,1998, 17:P36-40 [9]Charles C, Shah S. Hydroforming process overview and applications[A]. Proceedings of 2nd International Conference on Innovations in Hydroforming Technology[C]. Ohio, USA, 1997 : 22-26 [10]Altan T. Jirathearanat S, Strano M. Adaptive FEM Simulation for hydroforming tubes. Proceedings of 2nd International Conference on Hydroforming[C]. Fellbach, Germany, 2001: 363-384
作者简介:林俊峰,男,1972年出生,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,讲师,在职博士生 Email: jflin@hit.edu.cn ( |