异形件加热超塑性气胀成形工艺116由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“第13章塑性成形工艺”。
异形件的加热超塑性气胀成形工艺
【摘要】 在金属塑性成型原理的基础上，分析和研究异形零件气胀成形的方法。并通过具体实施例阐述了异形零件气胀成形的特点，气胀成形设备选择、压力计算、模具设计要领、零件加热温度，工艺参数确定原则及气胀成形的操作方法和注意事项。该方法为解决复杂件成形模具结构复杂、工序繁多以及零件尺寸难于保证和生产效率低的问题提供了切实可行的方法。【主题词】 异形零件
超塑性气胀成形
原理和方法
【Abstract】The contribution of deformation strengthening in improving sheet metal strength is studied by way of unidirectional extension testing and theretical of 08F steel sheets,The result of the study provides a technical basis for raising the strength and inboard of parts with increment of degree of plastic deformation of the motor vehide sheet metal parts by the method of drawing syaping.【Key words】sheet metal strengthen
unidirectional extension testing 中图分类号： 文献标识码：
一、前言
金属的塑性通常以伸长率表示，一般低于40%，但在超塑性状态，即材料在高温下低速变形，而且当材料的晶粒细小时，其伸长率可高于100%，甚至可达480%，并且变形力很小。因此，材料在超塑性状态下，可以用气胀成形法一次生产出外形十分复杂的复杂结构零件，模具结构也简单。
二、超塑性气胀成形原理
金属在超塑性状态下，其流动(变形)应力可用下式表示：
σ=Kεm
力可取1~3MPa。
F 式中
σ--------------------变形应力
ε--------------------变形速度
K、m--------------系数
材料在超塑性状态下，m﹥0.3。因此，变形速度越低，流动应力也就越低。在用拉伸试验测定流动应力时，一般变形速度较高，其流动应力为5~30MPa(随材料不同而变化)。而在气胀成形后期的充填阶段，由于变形速度很低，其流动应
图 1
气胀成形原理及模具见图1。工件(毛坯为板料)6被压在上模(平板)2及下模5之间。在工件6与上模之间通压缩空气3，在压缩空气P空气的作用下，工件产生变形，直至成形出与下模5形状一致的零件。整个变形可分为两个阶段，即板料开始变形接触模具为变形的第一阶段，又称自由胀形阶段；从板料接触模具到成形结束为变形的第二阶段，又称充填阶段。在这阶段的压缩空气的压力P空气应比自由胀形阶段高。
三、模具设计
图2所示零件的材料为Q235板材，厚度1.5mm。该零件所用模具如图1所示。模具仅一块下模，上模为平板，模具材料为T10A。模具装在450KN液压机上，由液压机提供压紧力P压紧。气胀成形温度为400℃，加热炉的功率为1.5kW。压缩空气刷瓶装的高压空气经减压阀供给。
四、气胀成形参数确定
空气压力P空气可由下式确定：
P空气=2s/.σ
填，P取工件的圆角半径6mm，但由于变形速度很低，因此，取远低于拉伸试验所测得的式中S-----板厚
值，取 1~3MPa。
p------工件成形时曲率半径
在自由胀形阶段，P取模具开口宽度，图2零件P取110mm，可取拉伸试验时测得的值，即5~30MPa。在充填阶段，为保证工件的充
图2
气胀成形温度由拉伸试验确定，Q235板的最佳成形温度为400℃。成形时间由工艺试验确定。图2零件成形参数：
温度：400℃，自由胀形阶段P空气=0.6MPa(6大气压)；时间：10min；充填阶段P空气=0.9MPa；时间：10min。
压紧力F压紧可由下式确定：
F压紧=P空气.A+(100~200)(kN)式中
A--------工件气压成形面积，mm2
五、操作要领
如操作不当，在自由胀形阶段，工件对应于模具的R处会破裂，破裂的原因是压紧力过大，使毛坯压紧部分过分压薄引起的。例如在作气胀成形试验φ120×1.5mm钢板胀形φ80mm的圆球时，以400kN压紧力压10~15min，其边缘薄至0.7~0.8mm。由(1)式可知，即使在很低的压紧应力作用下，也会产生较低速的变形，只要时间较长，仍会使边缘过度压薄。正确的操作方法
(1)提起上模，放上板料毛坯，上模下降，加热毛坯，在加热过程中，不得施加压紧力，上模可以不接触毛坯，最好留有1~3mm的间隙。
(2)按(2)式中求得压紧力F压紧，用下式计算油压机的压力表的油压P表：
P表=F压紧.P0/P公称
式中P公称____油压机的公称压力
P0____油压机的最大油压
当毛坯被加热到所需温度时，上模压紧毛坯，下压时，要密切注意油压机的压力表，当压力达到上式计算值时，立即切断油压机的电源保压，然后通压缩空气胀形。在胀形过程中，密切注意油压机的油压表压力，当压力下降较多时，可以短时开动油压机油泵电源，当油压恢复时，立即断电。
