・材料・工艺・设备・

三通管液压成型数值模拟与模具设计宰

徐卫平１伍权１

白文斌２邱望标３

（１．贵州师范大学；２．贵州红湖机械厂；３．贵州大学）

【摘要】针对三通管传统加工方法的缺点和零件工艺性要求，拟采用多次胀形的方法对三通管进行液压成型。利

用有限元分析软件Ｄｙｎａｆｏｒｎｌ对三通管液压成型过程进行了数值模拟，根据模拟结果设计了成型冲模。试验结果表

明，利用所设计模具生产的三通管的结构与尺寸一次性达到了图纸要求，提高了产品质量和生产效率，从而证明该

工艺方法是可行的。

主题词：三通管

液压成型

数值模拟模具设计

中图分类号：ＴＧ３８５．４文献标识码：Ａ文章编号：１０００—３７０３（２００８）０６－－００４９－－０４

ＦｉＩｌｉｔｅ

ＥｌｅｍｅｎｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ

ｏｆＴ—Ｔｕｂｅ

Ｈｙｄｒｏ－Ｆｏｒｍｉｎｇ

ＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＤｉｅＤｅｓｉｇｎ

Ｘｕ

Ｗｅｉｐｉｎ９１，ｗｕ

ＱｌＩ卸１，ＢａｉＷｅｎｂｉｎ２，Ｑｉｕ

Ｗａｎｇｂｉａ０３

（１．Ｇｕｉ

ＺｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；２．ＧｕｉＺｈｏｕＨｏｎｇｈｕＭｅｃｈａｎｉｃａｌＦａｃｔｏｒｙ；３．Ｇｕｉｚｈｏｕ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）

【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ａｉｍｉｎｇ

ａｔ

ｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｏｆ

ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ

ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

ｍｅｔｈｏｄ

ａｎｄｐａｒｔｓ

ｔｅｃｈｎｉｃａｌ

ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｍ，ｍｕｌｔｉｐｌｅ

ｅｘｐａｎｓｉｏｎ

ｍｅｔｈｏｄ＿惜ｕｓｅｄ

ｆｏｒｔｈｅｈｙｄｒｏ－ｆｏｒｍｉｎｇｏｆＴ－ｔｕｂｅ．Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅ

ｈｙｄｒｏ－ｆｏｒｍｉｎｇ

ｐｒｏｃｅｓｓｏｆＴ－

ｔｕｂｅ

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ｃａｒｒｉｅｄ

ｏｕｔ

ｂｙ

ｕｓｉｎｇ

ＦＥＭｓｏｆｔｗａｒｅＤＹＮＡＦＯＲＭ．ａｎｄｔｈｅｄｉｅｓ

ｗ骶ｄｅｓｉｇｎｅｄ

ａｃｃｏｒｄｉｎｇ

ｔｏ

ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

ｒｅｓｕｌｔｓ．

Ｔｈｅ

ｒｅｓｕｌｔｓ

ｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

ａｎｄｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｏｆＴ－ｔｕｂｅｗｈｉｃｈｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｕｓｉｎｇ

ｎｅｗ

ｄｅｓｉｇｎｅｄ

ｍｅｔｈｏｄ

Ｃａｎ

ｍｅｅｔｔｈｅ

ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｄｒａｗｉｎｇｓ．ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｑｕａｌｉｔｙ

ａｎｄ

ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ

ｗｅＩｅ

ａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅ

ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆ

ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｃａｌ

ｍｅｔｈｏｄ

ｗａ８

ｖａｌｉｄａｔｅｄ．

Ｋｅｙ

ｗｏｒｄｓ：№ｂｅ，Ｈｙｄｒｏ－ｆｏｒｍｉｎｇ，Ｆｉｎｉｔｅ

ｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｄｉｅ

ｄｅｓｉｇｎ

１前言

２工艺分析及制定

目前，在汽车等制造领域，液压胀形技术被广

泛应用于形状复杂的管形件的胀形加工中，采用该

技术所获得的管件强度高、质量轻，具有显著的技

术经济效益。本文针对三通管的成型特点，采用模

拟分析软件Ｄｙｎａｆｏｒｍ对其液压成型过程进行了有

限元数值模拟，以达到合理选择模具结构尺寸及工

艺参数、预防胀形缺陷、提高成型质量的目的，为液

压胀形技术在生产中的推广应用奠定基础。

图１所示的三通管是采用直径为８ｎＬｒｆｌ的

１Ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢管制作而成，该零件成型的优劣

直接影响发动机油路是否畅通，同时影响发动机的

整体性能。

由于三通管支管部分的高度过高于主体管径，

所以用通常的成型工艺方法很难加工，经试验后决

定采用１

０００

ｋＮ液压机利用模具进行液压成型。为

了更好地控制液压胀形件质量，预测胀形中可能出

・贵州师范大学青年科技基金支助项目（校青科２００７一ｌ—１１）。

２

ＥｄｗａｒｄＬ，ＴｓｅｎｇＫＫ．ＡＤｙｎａｍｏｍｅｔｅｒ

Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ

ｏｆ

Ｔｈｅｒｍ－

ａｌＪｕｄｄｅｒ．ＳＡＥ

ｐａｐｅｒ，９８２２５２．

３

ＴｏｓｈｉｋａｚｕＯ，Ｈｉｒｏｙｕｋｉ

Ｙ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ

Ｓｔｕｄｙ

ｏｎ

Ｔｈｅｒｍａｌ

Ｂｅｈ—

ａｖｉｏｒｏｆＢｒａｋｅＤｉｓｃｓ．ＳＡＥｐａｐｅｒ，２００６－０１－３２０３．

４

ＳａｎｇｋｏｏｋＬ，ＴａｅｉｎＹ．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

ａｎｄ

ＣｏｎｉｎｇＡｎａｌｙｓｉｓ

ｏｆ

Ｂｒ－

ａｋｅＲｏｔｏｒ

Ｕｓｉｎｇ阻Ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃ

ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅ．

Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ

Ｊｏｕｒｎａｌ

ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ

４９（２０ｃｒ７）１２９—

１３７．

２００８年第６期

５胡昌华，张军波，夏军，等．基于Ｍａｔｌａｂ的系统分析与设计

——小波分析．西安：西安电子科技大学出版社，２０００．

６高强，李良敏，等．ＥＭＤ趋势分析方法及其应用研究．振动与

冲击，２００７，２６（８）：９８—１００，１３０．

７尹东晓，张立军，宁国宝，等．制动力矩波动台架试验研究．

振动、测试与诊断，２００５，２５（２）：１１５－１１７，１２１．

（责任编辑文枉）

修改稿收到１３期为２００８年４月１０日。

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