佛山兴迪源机械资讯详情

机械设计与制造:减震器储油管内高压胀形加工方法的研究

2022-04-14

【作 者】 孙洪哲;李卫民;张丽萍

【引 言】

车辆的减震器和弹性元件一起组成车辆的减震系统,可以减少由地面不平而产生的振动和冲击,改善行驶平顺性,从而增加了乘坐的舒适度。减震器是为该系统提供阻尼的原件,阻尼由储油管内活塞上的阻尼孔产生。所以储油管是减震器重要组成部分,尺寸精度要求高,这样与活塞配合才能具有良好的密封性。储油管由20号冷拔钢管加工而成,外径D=50mm,壁厚t=(1~3)mm,长度L=350mm,最小变形区域为一端周向均布的三处凸点,另外一段为环形变形区,如图1所示。零件的结构外形原来采用刚性模机械胀形工艺获得,由于刚性模胀形工艺存在成形不完全,尺寸精度差;同时模具磨损大,生产效率低等缺点。自上世纪90年代,管内高压胀形技术在我国得到了发展。内高压成形技术具有减轻质量节约材料;减少模具数量降低模具费用;复杂零件可以减少后期机械加工,再加上由于材料均匀提高了零件的强度,尤其是疲劳强度等优点。国内外学者对内高压胀形机理和成形工艺理论方面做了大量的研究,在管材胀形关键工艺参数和成形极限研究领域取得丰硕的成果【1-3】。

文献在壳体液力成形理论、实验和数值模拟方面,开展了卓有成效的研究。哈工大液力成形课题组研制出国内首台内高压成形机,采用计算机控制,内部压力可达100MPa。文献【5】研究说明了管材胀形长度对载荷极限有很大的影响,但影响极限胀形系数,并且通过对胀形过程中成形载荷与管材厚度及轮廓形状之间的关系的分析研究得出了规律。以内高压胀形的方法获得储油管的外形结构,从而改变原来的机械胀形的方法。通过理论解析和计算机仿真的方法找到储油管的内高压胀形的压力,侧缸推制速度等参数。通过仿真方法优化参数避免因参数控制不当,造成管件局部屈曲、褶皱、破裂等缺陷的产生。

【管件胀形设备结构设计】

管件的液压胀形模具由上下两块组成其型腔,具体推制部分组成,如图2所示。上下模合模由四柱液压机和锁模机构组成。

工作过程为管坯2放入下模3中,上模10合模,左右推制缸14和6同时推制,从而管坯和推头形成密闭容腔。通过推头充液口向腔内充满胀形液,充满后系统加压,到达预制压力后左右推制缸也同时进给推制,达到预先设定压力及行程,停止进给,卸压,左右推制缸退回,上模开启,完成一个工作循环。

【结 论】

研究了一种应用液压胀形理论加工汽车减震器的储油管的方法,从而改变了原有的机械式组合模具冲压胀形的方法,对比结果显示,能够获得更好的成形效果和尺寸精度。通过对胀形过程的分析,找到了薄壁管件胀形过程中应力的变化过程,分析了各向应力在胀形中对壁厚材料的补充作用。得到胀形中产生褶皱与轴向应力的关系、管壁破裂与环向应力之间的变化关系。通过对不同压力和推制速度的仿真分析,得到了最佳的胀形压力范围、推制速度和推制时间等参数,为以后其他薄壁管材的胀形加工找到了方法和理论依据。

以下是正文:

18923114077(微信同号)