丁露露,成小乐,刘 劼,李滋阳,武 鹏,郑守东

(1.西安工程大学 机电工程学院,陕西 西安 710048;2.辽宁忠旺机械设备制造有限公司,辽宁 辽阳 111000)

0 引 言

Y型管作为支撑结构和过滤器,Y型被广泛应用于海上风机结构[1-2]及石化设备[3]。Y型管件的结构复杂且精度要求高,而内高压成形技术可以实现轻量化、便捷化与集成化[4-8],还被广泛应用于汽车领域的排气管、发动机散热器支架、仪表盘支架、座椅骨架、缓冲器的生产[9-11]。

管件在内高压成形过程中最常碰到的问题有起皱和断口缺陷,采用低压和高压双线加载路径时,可以显著控制起皱和断口缺陷,从而可以获得符合要求的工件[12]。另外,工艺参数对管件成形的质量至关重要,有学者运用数值模拟方法,通过分析管件成形时的应力分布,确定最优成形工艺参数[13-15],在设计模具时需要考虑管件的起皱和断口缺陷以及成形工艺参数等问题。

文献[16]运用有限元模拟方法设计并优化了汽车发动机托架的内高压成形模具结构。有限元模拟的方法可以为模具设计提供可靠的验证及优化工具,提高工件质量。所以本文结合有限元模拟的方法，设计非对称Y型管内高压成形模具,根据对模具的应力分析优化其模具结构,以期提高管件质量。

1 Y型管内高压成形模具设计

该Y型管采用铝合金管状材料A6063-T5,其屈服强度为120 MPa,拉伸强度为210 MPa,延伸率为29%,为设计Y型管的成形模具,还需确定该管件的结构尺寸,如图1所示。

图1 Y型管三视图

从Y型管结构三视图中可以看出,管件为非对称结构,外径为42.7 mm,壁厚为1.1 mm,轴向长度为200 mm,初始反冲孔位置为45.6 mm。……