本文介紹的副車架主管內高壓成形件的軸線為三維空間曲線,截面沿軸線變化復雜,具有18個不同形狀和尺寸的截面,形狀包括矩形截面、梯形截面、多邊形截面等,導致在內高壓成形過程中截面沿環向變形不均勻,容易引起起皺或開裂。本文興迪源機械帶來轎車副車架主管件內高壓成形過程詳解。
一、副車架主管內高壓成形件:
圖3-47是一種副車架主管內高壓成形件示意圖。該件的軸線為三維空間曲線,截面沿軸線變化復雜,具有18個不同形狀和尺寸的截面,形狀包括矩形截面、梯形截面、多邊形截面等,導致在內高壓成形過程中截面沿環向變形不均勻,容易引起起皺或開裂。尤其是彎角位置形狀復雜,彎曲已經發生減薄,特別容易在外側發生開裂。

圖3-47副車架主管零件圖
二、副車架主管內高壓成形過程及壁厚分布:
使用的管材外徑為63.5mm,壁厚為2mm,長度為1835mm,管材容積為5.1L。材料為低合金高強鋼,屈服強度為390MPa,抗拉強度為480MPa,延伸率為40%。主要工藝參數:當整形壓力150MPa時,合模力為16000kN,軸向力為428kN。圖3-48為采用多步法數值模擬獲得的全過程(包括彎曲、預成形和內高壓成形)的壁厚分布。

圖3-48?副車架主管內高壓成形過程及壁厚分布
(a)彎曲;(b)預成形;(c)內高壓成形。
彎曲后外側最小壁厚為1.64mm,減薄率為18%;內側增厚,最大壁厚為2.31mm,增厚15.5%。預成形后最小壁厚基本不變。
內高壓成形后的壁厚分布規律:沿構件的軸向來看,最小壁厚位于彎曲圓角處凹陷和直邊的過渡區域;從環向來看,最小壁厚分布在截面圓角和直邊的過渡區域。最小壁厚為1.45mm,位于左側彎角段外側,最大減薄率為27.5%,最大壁厚為2.30mm,最大增厚率為15%。
利用內凹預成形截面降低整形壓力的原理,針對該副車架主管件的截面形狀特點,設計了具有不同內凹截面的預成形坯,不但保證了內高壓成形過程的順利進行,還有效地控制了截面沿周向變形的均勻性和壁厚的分布,獲得了合格的零件,如圖3-49所示。

圖3-49副車架內高壓成形件及典型截面
【興迪源機械內高壓設備優勢】
興迪源機械是以內高壓成形技術為核心,以內高壓成形機、內高壓水脹成形機、內高壓板材充液成形機、內高壓三通機等設備為主導產品的生產廠家。公司建立有液力內高壓成形機械工程技術研究開發中心,并與中國科學院金屬研究所、南京航空航天大學等院校開展長期的科研課題開發合作。

自2007年創立以來,興迪源機械一直致力于內高壓成形的技術創新和產品研發。主營產品范圍從生產普通液壓設備,現今發展至生產、研發國內流體壓力成形技術的鍛壓設備。
部分文段和圖片摘自:
《現代液壓成形技術》
作者:苑世劍
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