汽车桥壳胀—压复合成形工艺预制坯胀形模拟研究

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1、文章编号：1672—0121(2014)05—0082—05汽车桥壳胀一压复合成形工艺预制坯胀形模拟研究吴士波。赵升吨，张大伟(西安交通大学机械工程学院，陕西西安710049)摘要：以某型汽车桥壳为例，结合汽车桥壳胀一压复合成形工艺预制坯的设计方法，确定了预制坯形状与尺寸。根据预制坯的设计尺寸，确定采用两次胀形工艺与有益褶皱相结合的方式进行胀形。通过ABAQUS有限元模拟软件模拟了预制坯两次胀形过程中不同加载曲线对胀形件成形质量的影响，其中：一次胀形3种加载曲线最大胀形压强分别为IOMPa、20MPa、30MPa；二次胀形3种加载曲线最大胀形压强分别为IOMPa、

2、20MPa、30MPa，分析了理想胀形件的壁厚分布情况。模拟分析表明：通过一次胀形加载曲线2可得到理想有益褶皱，进而增压得到成形质量较好的一次胀形管坯；通过二次胀形加载曲线2最终得壁厚减薄小且所需进给力小的理想预制坯。理想预制坯的壁厚最大减薄为20％，最大增厚为50％，满足汽车桥壳胀一压复合成形工艺压制过程的需要。关键词：胀一压复合成形；汽车桥壳；预制坯尺寸；有益褶皱；数值模拟中图分类号：TG316文献标识ti-q：A0引言保护差速器等功能。目前汽车桥壳主要采用铸造、冲汽车桥壳作为汽车的主要部件起着支撑车体、压焊接的方法制造。其中，铸件的强度、刚度虽然较大，但浪费

3、材料和能源，生产工艺不够环保；冲压焊基金项目：国家自然科学基金重点项目(51335009)，高档数控机床与接件的质量轻，但焊缝性能比较差IlJ。基础制造装备国家科技重大专项(o4专项)项目(2011ZX04001管材液压成形工艺具有材料利用率高、生产成—011)，西安市科技计划项目(CX1250⑧)本降低、成形件整体强度高等优点闭。基于管材液压收稿日期：2014—03—13作者简介：吴士波(1990一)，男，硕士在读，从事汽车桥壳胀压成形工成形的诸多优点，Lei[]已将此成形工艺应用于汽车艺研究桥壳成形，并对桥壳的液压胀形过程进行模拟；王连一_系统[J]．合肥工业

4、大学学报，2006，29(8)：930—932．[5]徐国生．基于UG的三维参数化汽车冲模标准件库研究与开发[2】艾义军．汽车门盖包边工艺及机构优化研究[D】．重庆：重庆大学，【D]．湖南：湖南大学，2004．2009．[6】戴春来．参数化设计理论的研究[D]．南京：南京航空航天大学，[3]彭朝阳．汽车覆盖件扣合过程研究[D】．四川：西华大学，2010．2002．【4]李素萍，刘根生，林建平，等．基于UG的参数化设计方法及程序【7]王保华，苑明海，林元祖，等．基于UG的UDF在粉末冶金模具二设计技术lJ】．现代机械，2005，5：57—59．次开发中的应用河南科技

5、大学学报，2004，25(4)：11—12．ParametricdesignofworkingcomponentinhemmingdieforautomobilepanelHUQi，YULingna，LIYuemin，WANGYilinforward．东提出采用胀一压复合成形工艺问，初步解决了桥壳汽车桥壳胀一压复合成形工艺预制坯需要通过两次传统液压胀形成形性不好、胀形液体压力大的问题，液压胀形与有益褶皱相结合的方式得到，从而降低成形件较传统胀形成形件结构规整、可成形圆角更管材胀形过程中的减薄甚至破裂的可能性。小、管材贴模良好。1．2预制坯尺寸的确定汽车桥壳胀一压复

6、合成形工艺主要包括预制坯在汽车桥壳胀一压复合成形过程中，桥壳附加的胀形过程与汽车桥壳的压制过程，其中预制坯的盖的大小对桥壳的成形性有一定影响，若附加盖过形状与尺寸直接影响最终桥壳的质量[”，而预制坯胀大，桥壳成形件成形性好，但浪费材料；相反，若附加形时的加载曲线(即管坯内部压强与轴向进给量的盖过小，桥壳成形件省材料但桥包部分成形性差，且协调关系)是胀形件质量的关键，管坯内部压强过小在压制成形过程中的端部翘曲易造成管坯端头密封或过大会引起胀形件的局部褶皱或贴模性差的问题。失效【”，无法完成桥壳胀形过程。以某型号汽车桥壳本文以某型桥壳为例，根据汽车桥壳胀一压复合成为例

7、，如图2所示，桥包最高点的高度H=58mm，附形工艺预制坯的设计原则『1]，并考虑了汽车桥壳截面／／一—一加盖最高点高度尺寸的剧烈变化，设计了汽车桥壳胀一压复合成形工桥包J＼≈为，定义L=艺预制坯。通过ABAQUS有限元软件对桥壳胀一压H：，日。当L取值复合成形预制坯胀形过程进行模拟仿真，分析预制瞌为0g．7Ⅲ8／～升1圆时较，桥．0坯胀形过程中加载曲线对预制坯成形质量的影响。壳m外∞形及舳基∞本∞成∞∞∞m图2汽车桥壳样件通过控制加载曲线得到有益褶皱进而胀形得到符合形的内压范围较若干截面理想嗍。为方便计要求的预制坯，并对理想预制坯的壁厚进行分析。算与模具设计，本

8、模拟试验中