CAD/CAE/CAPP/CAM
现代制造工程（ModemManufacturingEngineering）
2016年第5期
基于有限元模拟的铝合金管液压胀形的工艺研究
史双喜
（桂林电子科技大学信息科技学院，桂林541004）
摘要：在研究管材液压胀形工艺的基础上，采用理论分析和计算机数值模拟相结合的方法对铝合金管液压胀形过程进行研究。通过理论分析计算出胀形力的大小，利用有限元软件，分析比较了胀形压力、胀形速度和摩擦因数对管件胀形成形质量的影响。模拟结果表明：胀形压力与胀形速度必须相匹配；管坏与模具之间的摩擦因数在成形力允许的情况下，尽可能的大一些。
关键词：减压胀形；铝合金管：有限元
中图分类号：TG335.19文献标志码：B文章编号：1671—3133(2016)05—0051—03 DOI:10.16731/j.cnki.16713133.2016.05.011
ResearchonhydroformingprocessforaluminumalloytubebasedonFEM
ShiShuangxi
(Institute of Information Technology,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,China) Abstract; Theoretical analysis and computer simulation methods are combined to study hydroforming process for aluminum tube Bulging force is calculated by theoretical analysis. Using finite element software, influence on the formation of tube expansion forming quality is discussed through analysis and comparison of the bulging pressure, expansion velocity and friction coefficient The results show that,in order to obtain the best bulging results,bulging pressure and speed must match;the friction coefficient
between tube and the mold should be as large as posible if fomming force in the cireumstances pemited. Key words:hydroforming;aluminum alloy tube;finite element
0引言
管材胀形是管加工的一个重要方面，它是依靠材料的拉伸，在压力作用下使直径较小的管坏沿径向向外扩张的成形工艺，所获管件已广泛用于国防、机械、化工、轻工及民用产品等工业部门。并且为了满足产品越来越高的使用要求，近年来无论在理论及试验研究方面，还是在新工艺的研制或新技术的开发等方面，都取得了较大进展")，如日本学者对胀形管材材料特性及其对胀形过程的影响进行了研究[2]。
使用有限元方法对液压胀形过程进行模拟已成为许多学者研究和验证理论分析的重要手段。有限元模拟技术可以虚拟试验现实，预测管件在胀形过程中的变形情况及成形极限(3)。制定出合理的加载路径，设计出合理的模具形状，可以提高产品开发周期，降低成本，提
高产品质量，为工艺与模具设计提供依据[4]。
本文以图1所示的铝合金管为例，其最大直径为 32mm，最小直径为24mm，壁厚t=2mm，长度L= 80mm。对铝合金管液压胀形进行工艺分析计算及设计，结合有限元过程数值模拟技术，研究胀形压力、胀形速度和摩擦因数对管件胀形成形极限和质量的影响。
管材液压胀形工艺简介
管材液压胀形是一种以液体为传力介质，利用液体压力和轴向推力的共同作用使管坏变形成为具有三维形状的零件的柔性加工技术]。图2所示为管件液压胀形的基本原理，将初始管件放人模具型腔下模，然后在压机作用下上模下行实现合模。最后在管件内部施加内压，同时在管件的两端用2个冲头沿管件的轴向施加轴向力F，于是管材在内压及轴向力的
·广西教育科学"十二五"规划立项项目（2013C137）；广西教育厅高等学校科研立项项目（201204LY127)；广西高等学校特色专业及课程一体化建设项目
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