广东兴迪液科装备有限公司

【作 者】 赵彬;赵恒章;郭荻子;罗媛媛;毛小南;吴金平

【前 言】

液压胀形是利用液体介质在管坯内部施加高压,从而使管材沿径向局部变形的一种先进金属塑性成形工艺，适用于制造航空、航天、汽车行业的沿构件轴线变化的圆形、矩形截面或异形截面空心构件, 如汽车的排汽系统异形管件、非圆截面空心框架如副车架、仪表盘支架、车身框架(约占汽车总重量的11%〜15%)和空心轴类件、复杂管件等(1-3)。与采用传统的铸造、焊接、锻造和机加工等工艺相比，液压胀形工艺具有诸多优点,如减轻质量,节约材料;减少零件和模具数量,降低模具费用;提高强度与刚度;降低生产成本等,但在成形过程中管坯金属的变形行为非常复杂,理论分析比较困难(4-6)。近年来,随着计算机软硬件技术的发展及有限元数值分析理论的研究不断深入,有限元数值模拟在金属成形分析中的应用范围不断扩大•有限元数值模拟能精确仿真内高压成形，预报成形缺陷，并能方便地调整各工艺参数的匹配关系，使分析复杂的内高压成形工艺过程成为可能，极大地促进该项技术在工业实际生产中的推广应用(7-8)。本研究模拟了 GH4169异径三通管件液压成形过程管件壁厚变化规律，并分析了不同工艺因素对液压成形质量的影响，获得了较优的工艺参数，为实际生产提供了理论依据。

【摘 要】针对特种管路设计的GH4169异径三通,模拟研究了液压胀形过程的金属流动规律,研究了加载路径、摩擦系数、管坯的尺寸等工艺因素对成形质量的影响,采用优化的工艺参数,解决了成形过程中管件开裂和失稳起皱等问题.结果表明:异径三通管成形过程中壁厚最小的区域分别是:支管顶端、底部圆弧顶端处、主管侧壁中心处;壁厚最大的区域分别在主管左右两端、支管拐角处、圆弧过渡处.成形过程摩擦系数越小,对异径三通管成形越有利;内压相对较大时,对异径三通管成形有利;变压加载时,对管件成形最有利。

【结 论】

(1) GH4169异径三通管液压胀形过程中容易出现折皱或破裂问题，可以通过控压和加载方式解决。

(2) GH4169异径三通管液压胀形过程中，壁厚最小的区域分别是:支管顶端、底部圆弧顶端处、主管侧壁中心处;壁厚最大的区域分别是:主管左右两端、支管拐角处、圆弧过渡处。

(3) 成形过程摩擦系数越小,对异径三通管成形越有利;内压相对较大时,对异径三通管成形有利;变压加载时,对管件成形最有利。