半滑動式液壓脹形汽車橋殼的模具設(shè)計及成形

1、第卷第期塑性工程學(xué)報墮墾叢墾墮里叢墨！曼叢魚！整至至墾！盟魚星！蘭?。喊牖瑒邮揭簤好浶纹嚇驓さ哪＞咴O(shè)計及成形（燕山大學(xué)車輛與能源學(xué)院，秦皇島）陳國強(qiáng)王連東韓曉亮楊東峰摘要：提出了半滑動式液壓脹形模具的設(shè)計原則，并針對某小型汽車橋殼設(shè)計了終脹形模具和兩種結(jié)構(gòu)方案的預(yù)脹形模具；使用軟件數(shù)值模擬橋殼的液壓脹形成形過程，重點(diǎn)分析模具型腔對成形的影響，比較了兩種預(yù)脹形模具對成形管坯的壁厚變化及成形性的影響；在普通液壓機(jī)上試制出汽車橋殼樣件。關(guān)鍵詞：半滑動式液壓脹形；汽車橋殼；數(shù)值模擬；模具設(shè)計中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文章編號：（）（，：），：；引言汽車的驅(qū)動橋殼幾何形狀較為復(fù)雜，目前主要采用鑄造和沖壓

2、一焊接方法制造。用液壓脹形方法制造汽車橋殼，比鑄造方法節(jié)省材料，比沖壓焊接方法工序簡化、材料利用率高，壁厚變化合理。液壓脹形汽車橋殼要求脹形量大，需要使用固定式液壓脹形方式，即脹形中模具先行合模并保持位置不動（見圖），管坯通過兩端壓頭壓力軸向進(jìn)給，但軸向推力不能有效作用于大脹形部位。世紀(jì)年代，日本學(xué)者采用滑動式液壓脹形方法試制出微型汽車橋殼樣件，軸向分模的模塊帶動管坯一起相向運(yùn)動，有利于軸向推力作用（見圖），在工藝技術(shù)上取得一些寶貴經(jīng)驗(yàn)，但由于需要上下導(dǎo)陳國強(qiáng)：作者簡介：陳國強(qiáng)，男，年生，燕山大學(xué)，副教授，博士研究牛，主要研究方向?yàn)橐簤好浶喂に嚴(yán)碚撆c技術(shù)圖液壓脹形模具類型）固定式；）滑動式；）

3、半滑動式收稿日期：；修訂日期：萬方數(shù)據(jù)塑性工程學(xué)報第卷板提供較大的垂直合模力，左右滑動模塊進(jìn)給時與上下導(dǎo)板的摩擦力亦較大；而且由于滑動模塊之間存在較大的懸空部分，可能出現(xiàn)管坯中部脹出模具型腔在合模時被壓成“飛邊”缺陷。該工藝所需設(shè)備噸位相對過大，顯然不適臺制造大型橋殼，因此未見后續(xù)的研究報道。文獻(xiàn)針對微型汽車橋殼的液壓脹形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬文獻(xiàn)對汽車橋殼滑動式液壓脹形的工藝?yán)碚?、試?yàn)裝置等進(jìn)行了研究。燕山大學(xué)液壓脹形課題組團(tuán)隊提出適合脹形大型復(fù)雜截面管類件的半滑動式赦壓脹形設(shè)計原則，本文結(jié)合某小型汽車橋殼液壓脹形工藝，介紹半滑動式脹形模具的設(shè)計原則（見圖）分析模具型腔對成形的影響，對比使用兩種

4、預(yù)脹形模具時，菅坯的成形情況及壁厚變化。研究對象利用普通援壓機(jī)試翩某小型汽車橋殼，該橋殼總長，中間截面最大高度（當(dāng)量直徑）兩端直臂圓管外徑，受到液壓機(jī)開間的限制，將原橋殼兩端直臂部分長度分別縮減。橋殼樣件總長度為，幾何形狀如圖所示。串岳圖橋殼樣件三維模型過砰日日玨婦吐冰吲雌橋殼主要由兩靖的圓管直臂部分和中間的牙包部分組成兩蛸與中間直徑相差很大。由圖可知，牙包部分截面形狀較為復(fù)雜，其橫截面上既有直線，又有弧線，過渡處還有較為難以成形的小圓角（箭頭處為角度為。的過渡斜面，過渡區(qū)平順性不好將導(dǎo)致產(chǎn)生劃傷或使管坯凹陷等缺陷；箭頭處為一平面，用于放置注油螺塞箭頭處為。圓錐面）。管坯選擇胡、厚度的玲拔無縫

5、鋼管，其屈服極限為，均勻延伸率為，硬化指教刪。圖為液壓脹形工藝過程，即先對韌始管坯兩端進(jìn)行敬縮徑，外徑減至，之后再對中部進(jìn)行兩次液壓脹形成形。第萬方數(shù)據(jù)一次脹形時，軸向進(jìn)給，取脹形系數(shù)，脹形后管坯中間部分呈中間高，兩端低的凹曲線狀第二次液壓脹形時，管坯軸向進(jìn)給一，取膿形系數(shù)島，管坯成形為橋殼樣件。魚硇季留三茸金竄圈小型僑殼穰壓脹形工藝“模具設(shè)計設(shè)計原捌假設(shè)將制件沿軸向分成中間與左、右個部分相應(yīng)的將脹形模具成形部分也設(shè)計成部分模塊。左右模塊帶動管坯相向運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)軸向補(bǔ)料，稱為滑動模塊；為便于脹形后取件將中間固定模塊沿垂直于型腔橫截面方向分為兩部分。采用半滑動式液壓脹形，滑動模塊將軸向推力有效施加在管坯上，同時承受了管坯脹形時的太部分內(nèi)力；中間固定模塊將管坯中間的懸空長度均勻分布在兩棚（見圖），有利于控制管坯的外形防止其在合模前脹出模具型腔面出現(xiàn)飛邊。上下導(dǎo)板提供的垂直方向