半滑动式液压胀形汽车桥壳的模具设计及成形

1、第卷第期塑性工程学报堕垦丛垦堕里丛墨！曼丛鱼！整至至垦！盟鱼星！兰！：半滑动式液压胀形汽车桥壳的模具设计及成形（燕山大学车辆与能源学院，秦皇岛）陈国强王连东韩晓亮杨东峰摘要：提出了半滑动式液压胀形模具的设计原则，并针对某小型汽车桥壳设计了终胀形模具和两种结构方案的预胀形模具；使用软件数值模拟桥壳的液压胀形成形过程，重点分析模具型腔对成形的影响，比较了两种预胀形模具对成形管坯的壁厚变化及成形性的影响；在普通液压机上试制出汽车桥壳样件。关键词：半滑动式液压胀形；汽车桥壳；数值模拟；模具设计中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，：），：；引言汽车的驱动桥壳几何形状较为复杂，目前主要采用铸造和冲压

2、一焊接方法制造。用液压胀形方法制造汽车桥壳，比铸造方法节省材料，比冲压焊接方法工序简化、材料利用率高，壁厚变化合理。液压胀形汽车桥壳要求胀形量大，需要使用固定式液压胀形方式，即胀形中模具先行合模并保持位置不动（见图），管坯通过两端压头压力轴向进给，但轴向推力不能有效作用于大胀形部位。世纪年代，日本学者采用滑动式液压胀形方法试制出微型汽车桥壳样件，轴向分模的模块带动管坯一起相向运动，有利于轴向推力作用（见图），在工艺技术上取得一些宝贵经验，但由于需要上下导陈国强：作者简介：陈国强，男，年生，燕山大学，副教授，博士研究牛，主要研究方向为液压胀形工艺理论与技术图液压胀形模具类型）固定式；）滑动式；）

3、半滑动式收稿日期：；修订日期：万方数据塑性工程学报第卷板提供较大的垂直合模力，左右滑动模块进给时与上下导板的摩擦力亦较大；而且由于滑动模块之间存在较大的悬空部分，可能出现管坯中部胀出模具型腔在合模时被压成“飞边”缺陷。该工艺所需设备吨位相对过大，显然不适台制造大型桥壳，因此未见后续的研究报道。文献针对微型汽车桥壳的液压胀形过程进行了数值模拟文献对汽车桥壳滑动式液压胀形的工艺理论、试验装置等进行了研究。燕山大学液压胀形课题组团队提出适合胀形大型复杂截面管类件的半滑动式赦压胀形设计原则，本文结合某小型汽车桥壳液压胀形工艺，介绍半滑动式胀形模具的设计原则（见图）分析模具型腔对成形的影响，对比使用两种

4、预胀形模具时，菅坯的成形情况及壁厚变化。研究对象利用普通援压机试翩某小型汽车桥壳，该桥壳总长，中间截面最大高度（当量直径）两端直臂圆管外径，受到液压机开间的限制，将原桥壳两端直臂部分长度分别缩减。桥壳样件总长度为，几何形状如图所示。串岳图桥壳样件三维模型过砰日日珏妇吐冰吲雌桥壳主要由两靖的圆管直臂部分和中间的牙包部分组成两蛸与中间直径相差很大。由图可知，牙包部分截面形状较为复杂，其横截面上既有直线，又有弧线，过渡处还有较为难以成形的小圆角（箭头处为角度为。的过渡斜面，过渡区平顺性不好将导致产生划伤或使管坯凹陷等缺陷；箭头处为一平面，用于放置注油螺塞箭头处为。圆锥面）。管坯选择胡、厚度的玲拔无缝

5、钢管，其屈服极限为，均匀延伸率为，硬化指教删。图为液压胀形工艺过程，即先对韧始管坯两端进行敬缩径，外径减至，之后再对中部进行两次液压胀形成形。第万方数据一次胀形时，轴向进给，取胀形系数，胀形后管坯中间部分呈中间高，两端低的凹曲线状第二次液压胀形时，管坯轴向进给一，取脓形系数岛，管坯成形为桥壳样件。鱼硇季留三茸金窜圈小型侨壳穰压胀形工艺“模具设计设计原捌假设将制件沿轴向分成中间与左、右个部分相应的将胀形模具成形部分也设计成部分模块。左右模块带动管坯相向运动，实现轴向补料，称为滑动模块；为便于胀形后取件将中间固定模块沿垂直于型腔横截面方向分为两部分。采用半滑动式液压胀形，滑动模块将轴向推力有效施加在管坯上，同时承受了管坯胀形时的太部分内力；中间固定模块将管坯中间的悬空长度均匀分布在两棚（见图），有利于控制管坯的外形防止其在合模前胀出模具型腔面出现飞边。上下导板提供的垂直方向