T型三通管内高压成形效果影响因素分析

　　人们对汽车零部件提出了质量轻、强度高等要求，这对汽车行业来说也是一种挑战。使用内高压成形技术可以减轻质量、节约材料，减少零件和模具的数量，在一定程度上也可以降低模具费用。提升了强度和刚度，这也符合了人们对汽车的要求，因而，内高压成形技术也得到了稳步发展。三通管内高压成形中内压力、左右进给量、摩擦系数，对其成形效果有一定的影响，故本文首先建立T型三通管的有限元模型，利用DYNAFORM非线性有限元软件对T型三通管内高压成形效果影响较大因素进行研究。

　　关键词：内高压,三通管,汽车行业

　　1 有限元模型

　　原始管坯长为114mm，外径为22mm，管坯厚度为1.5mm，支管直径为22mm，管坯主管与支管相贯处圆角半径为8mm，如图1所示。模具、冲头和管材均采用壳单元，下模四边形单元有1551个，上模四边形单元有1020个，左冲头、右冲头、下冲头四边形单元均有140个，模型中上模、下模、下冲头、左右冲头均设定为刚体。管坯材料为DQSK，泊松比为0.28，杨氏模量为207GPa，抗拉强度是440MPa。

　　2 仿真分析

　　2.1 内压力影响

　　仿真中摩擦系数采用标准钢的摩擦系数0.125，进给量为11mm，内压力分别为25、30、35、40、45MPa的加载路径进行仿真，三通管胀形高度和最小壁厚的仿真结果。

　　随着内压力的增加胀形高度也随之升高，而最小壁厚却逐渐减小，这是由于在补料量不变的情况下，而内压力增加可使得材料能更多补送到胀形区，则胀形高度升高;但内压力增加使材料补送增加却不能满足胀形高度所需的材料，故最小壁厚在随之减小。

　　2.2 进给量影响

　　仿真中采用摩擦系数为0.125，内压力为40MPa，进给量分别为14、16、18、20、22、24mm的加载路径进行仿真，三通管的胀形高度和最小壁厚的仿真结果如图3所示。

　　随着进给量的增加胀形高度逐渐升高，最小壁厚也随之增加。这是因为在内压力不变的情况下，进给量增加使得更多材料能补送到胀形区，则整形高度升高;进给量增加使得补送到胀形区的材料也增加，而内压力不变，则使得最小壁厚也在增大。

　　2.3 摩擦系數影响

　　仿真中采用内压力为40MPa，进给量为14mm，摩擦系数分别为0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16的加载路径进行仿真，其结果如图4所示。

　　随着摩擦系数的增加胀形高度在降低，而最小壁厚逐渐升高。这是由于在内压力及进给量不变的情况下，摩擦系数增加使得摩擦阻力增加，无法将更多的材料补送到胀形区，则表现为胀形高度降低，进而最小壁厚随之增大。

　　3 结论

　　本文对T型三通管内高压成形过程进行仿真分析，对影响三通管成形效果影响较大的参数进行研究，得到：随着内压力的增加三通管的胀形高度随之升高，而最小壁厚减小;进给量增加则胀形高度随之升高，最小壁厚也增大;摩擦系数增大则胀形高度降低，而最小壁厚增大。

　　参考文献：

　　[1]菅小栓，邢小丽.关于汽车变速器箱体结构强度的分析与优化设计[J].中国科技投资，2017(15).

　　[2]林俊峰，苑世剑.汽车轻量化中的管件液压成形技术[J].锻造与冲压，2005(04)：58-59.

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