ABAQUS发动机托架的液压成形工艺设计及优化(3)
1）根据截面形状、精度要求、相对厚度t/D（壁厚/管材外径）、相对弯曲半径R/D（中心层弯曲半径/管材外径）等因素选择相应的加工方法【4】；
2）施加外力或外力矩等方法，使截面畸变和壁厚变化减小；
3）模具简单通用，易于操作；
4）控制成本。
管件弯曲主要有三种分类方法，按是否加热分为冷弯和热弯，按是否填充分为有芯弯曲和无芯弯曲，按弯曲方式分为压弯、推弯、滚弯、绕弯【5】。
1）压弯
压弯是在液压机上利用模具进行弯曲加工，可以加工弯头和带直段的管件，在弯头的工业生产中广泛应用。压弯的示意图如图1.2.1所示。
图1.2.1 压弯工艺示意图
1-凸模 2-管坯 2-凹模
2）推弯
推弯是在液压机、压力机或推制机上进行弯曲加工， 推弯工艺主要应用于弯头加工。推弯又可分为型模式冷推弯和芯棒式热推弯两种【6】。前者是常温下把管件压入型模中，形成弯头；后者边加热边推进，使管件轴向径向都发生变形，适用于将小直径管件加工成大直径管件。图1.2.2和1.2.3是冷推弯管装置示意图和芯棒式热推弯管示意图。
图1.2.2 冷推弯管装置示意图
1-压柱 2-导向柱 3-管坯 4弯曲模
图1.2.3 芯棒式热推弯管装置示意图
1—弯头 2—反射加热炉 3—热源 4—牛角芯棒 5—芯杆
6—推板 7—管坯 8—支撑板
3）滚弯
滚弯是利用具有与弯曲件截面形状相同的辊轮进行弯曲加工。通过改变三个辊轮的间隔，可以生产任意曲率半径的弯曲件，适用于弯曲环形件和螺旋件。滚弯示意图如图1.2.4所示。
图1.2.4 滚弯示意图
4）绕弯
绕弯是在弯管机上进行弯曲加工，是冷作加工的主要形式。主要分为无芯绕弯、有芯绕弯和顶压绕弯，调节方便，成本较低，适用于小批量生产。图1.2.5是常用的有芯绕弯示意图。
图1.2.5 有芯绕弯示意图
1.3 金属塑性成形原理
金属在外力作用下进入塑性状态，人民把研究塑性状态下金属的力学行为称为塑性力学。为了简化研究过程，在进行有限元模拟的过程中采用以下基本假设：
（1）连续性假设 即认为变形体是由连续介质组成，不存在任何空隙。这样，应力、应变等物理量的变化在坐标上是连续的。
（2）匀质性假设 变形体内各质点的组织和化学成分都是均匀相同的，各个质点的物理性能相同。
（3）各向同性假设 变形体内各质点在各方向上的物理性能和力学性能均相同，不随坐标的改变而变化。
（4）初应力为零 物体在受外力之前是处于自然平衡状态，即物体变形时内部所产生的应力仅是由外力引起的。
（5）体积力为零 体积力如重力、磁力、惯性力等与面力相比可忽略不计。
（6）体积不变假设 物体在塑性变形前后体积不变。
1.4 发动机托架
发动机托架是汽车底盘的重要组成部分，具有文持车身稳定、减震的作用。多为空间弯曲轴线的空心变截面构件，截面形状以矩形、梯形和长椭圆形为主，且沿零件轴线截面周长变化。传统的冲压焊接工艺，是将发动机托架分块冲压成形，再焊接成整体；利用液压成形工艺只需通过预弯曲和高压成形两个工序完成。节省时间和工序，两种不同工艺加工的发动机托架如图1.4.1所示。本文采用液压成形工艺加工发动机托架，主要有两个工序：预弯曲，是将直管预弯曲成二文轴线的U形管；高压成形，是将圆形截面涨形成矩形截面。