4.4 摩擦系数对成形质量的影响和分析 21

4.5 壁厚对成形质量的影响和分析 23

5 液压成形的多因素正交优化 25

5.1 正交优化试验的安排及试验结果 25

5.2 正交优化试验结果分析 28

结论 31

致谢 32

参考文献 33

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本科毕业 设II

计说明书

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1 绪论

1.1 本课题的研究背景

管材液压成形是利用液压介质在管坯内部施加高压，从而使管材沿径向局部扩张变形的 一种金属塑性成形工艺，它属于管材深加工技术范畴。该技术不仅简化了模具结构，而且可 以制造出其他成形方法所不能制造的复杂曲面工件，对提高汽车零部件的稳定性、综合机械 性能、减少零件加工数量、减少工序、节省材料、降低成本和减少自重有十分重要的意义[1]。

采用管料或圆筒的液压成形技术制备空心零件，与传统的锻造、焊接、铸造、机加工等 生产工艺方法相比，具有以下优点：

（1）金属的空间分布合理，在保证强度和刚度要求的情况下，能使零件重量减轻论文网

30%~75%；

（2）由于是对管料和圆筒的冷成形，制件具有精细组织、良好的金属流线组织及均匀的 壁厚，机械力学性能优良；

（3）制件表面光滑、质量好、外形尺寸精度高、后续机加工量少、生产效率较高；

（4）制件的形状可较为复杂，目前由多个零件焊接或拼装的复杂结构可以用整体成形来 生产，工序简单，整体性能好；

（5）模具结构简单、力场变化连续且分布较为均匀、无冲击载荷、寿命较高；

（6）可成形的材料种类较多，适合于冷成形的材料几乎都可用于成形空心零件，如低碳 钢、不锈钢、铜合金、铝合金等，使用超高压成形还可生产中间带有冷热绝缘、隔热、隔震 的陶瓷夹层零件[1]。

目前人们对于管材液压成形技术以及有限元模拟技术在加工工艺中的应用还有待深入研 究。当代社会，液压成形技术应用最广泛的领域就是汽车制造行业，主要产品包括：①底盘 类零件，包括纵梁、保险杠、副支架等；②发动机和驱动系统，包括驱动轴、排气管和凸轮 轴等；③车架构件，包括散热器支架、仪表板支架和座椅框等。除此之外，这项技术也用于 水龙头、自行车车架、超导加速器等以达到产品要求的质量。随着液压成形技术应用领域的 越来越广泛，这项技术也需要不断向前发展，发展趋势有：超高压成形、超高强度钢成形 和热态内压成形。

一般各行业所使用的管材多以圆形截面直管为主，本课题研究的 U 形管件则多用于食品、 化学工业和厨卫用具加工行业等，如卫生间下水道采用 U 形管而不使用直管，这是因为积水 会留在 U 形弯形成水封阻隔臭气。

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直管的液压成形较为普遍也比较简单，与之相比 U 形管的成形过程则更为复杂和困难。 U 形管由两段直管和直管之间的弯管组成，成形难点在于弯管部分，很容易产生破裂和起皱 这两种缺陷。如何控制好这部分的成形是 U 形管液压成形的关键所在。