T型三通管內高壓成形效果影響因素分析

　　人們對汽車零部件提出了質量輕、強度高等要求，這對汽車行業來說也是一種挑戰。使用內高壓成形技術可以減輕質量、節約材料，減少零件和模具的數量，在一定程度上也可以降低模具費用。提升了強度和剛度，這也符合了人們對汽車的要求，因而，內高壓成形技術也得到了穩步發展。三通管內高壓成形中內壓力、左右進給量、摩擦系數，對其成形效果有一定的影響，故本文首先建立T型三通管的有限元模型，利用DYNAFORM非線性有限元軟件對T型三通管內高壓成形效果影響較大因素進行研究。

　　關鍵詞：內高壓,三通管,汽車行業

　　1 有限元模型

　　原始管坯長為114mm，外徑為22mm，管坯厚度為1.5mm，支管直徑為22mm，管坯主管與支管相貫處圓角半徑為8mm，如圖1所示。模具、沖頭和管材均采用殼單元，下模四邊形單元有1551個，上模四邊形單元有1020個，左沖頭、右沖頭、下沖頭四邊形單元均有140個，模型中上模、下模、下沖頭、左右沖頭均設定為剛體。管坯材料為DQSK，泊松比為0.28，楊氏模量為207GPa，抗拉強度是440MPa。

　　2 仿真分析

　　2.1 內壓力影響

　　仿真中摩擦系數采用標準鋼的摩擦系數0.125，進給量為11mm，內壓力分別為25、30、35、40、45MPa的加載路徑進行仿真，三通管脹形高度和最小壁厚的仿真結果。

　　隨著內壓力的增加脹形高度也隨之升高，而最小壁厚卻逐漸減小，這是由于在補料量不變的情況下，而內壓力增加可使得材料能更多補送到脹形區，則脹形高度升高;但內壓力增加使材料補送增加卻不能滿足脹形高度所需的材料，故最小壁厚在隨之減小。

　　2.2 進給量影響

　　仿真中采用摩擦系數為0.125，內壓力為40MPa，進給量分別為14、16、18、20、22、24mm的加載路徑進行仿真，三通管的脹形高度和最小壁厚的仿真結果如圖3所示。

　　隨著進給量的增加脹形高度逐漸升高，最小壁厚也隨之增加。這是因為在內壓力不變的情況下，進給量增加使得更多材料能補送到脹形區，則整形高度升高;進給量增加使得補送到脹形區的材料也增加，而內壓力不變，則使得最小壁厚也在增大。

　　2.3 摩擦系數影響

　　仿真中采用內壓力為40MPa，進給量為14mm，摩擦系數分別為0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16的加載路徑進行仿真，其結果如圖4所示。

　　隨著摩擦系數的增加脹形高度在降低，而最小壁厚逐漸升高。這是由于在內壓力及進給量不變的情況下，摩擦系數增加使得摩擦阻力增加，無法將更多的材料補送到脹形區，則表現為脹形高度降低，進而最小壁厚隨之增大。

　　3 結論

　　本文對T型三通管內高壓成形過程進行仿真分析，對影響三通管成形效果影響較大的參數進行研究，得到：隨著內壓力的增加三通管的脹形高度隨之升高，而最小壁厚減小;進給量增加則脹形高度隨之升高，最小壁厚也增大;摩擦系數增大則脹形高度降低，而最小壁厚增大。

　　參考文獻：

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　　[2]林俊峰，苑世劍.汽車輕量化中的管件液壓成形技術[J].鍛造與沖壓，2005(04)：58-59.

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