・材料・工艺・设备・

现的缺陷，必须对其成型过程的各参数进行研究。

图１

三通臂尺寸

由于１Ｃｒｌ８Ｎｉ％不锈钢属于应变硬化较强的

金属材料，在胀形过程中力Ｄ－ｒ＿硬化严重，因此该类材

质的板料每次胀形后均需进行退火处理，以保证后

续工序的正常完成。ｌＣｒｌ８Ｎｉ卯ｉ工件退火处理时的

加热温度一般为１

１５０～１

１７０℃，为保证材料表面不

产生氧化，可采用光亮退火的热处理方法。

（ａ）第１次胀形尺寸示意

针对图１所示的胀形件，按照在保证工件质量

的前提下尽量减少胀形次数的原则，采用了３次胀

形后再进行切端面的方法，每次胀形前用黄油将零

件内腔完全注满，其主要加工工艺如下：

ａ．第１次胀形时，将零件毛坯放入模具型腔

进行胀形，使零件向上凸出５ ｍｉｌｌ凸台，并确保毛坯

零件两端面至凸出部分轴线的距离≥２０ ｍｉｌｌ，偏

差≤５ｍｉｌｌ，如图２ａ所示；

ｂ．第２次胀形时，将零件放入模具型腔进行

压制，向上凸出８ｍｉｌｌ凸台，并确保毛坯零件两端面

至凸出部分轴线的距离Ｉ＞２０咖，偏差≤２

１１１１１１，如图

２ｂ所示；

ｃ．第３次胀形时，将零件放入模具型腔进行

压制，凸出高度≥８ｍｍ，如图４ｃ所示，允许日处增厚。

ｄ．车削３个端面及钻、铰孔至零件尺寸（图１）

要求。

（ｂ）第２次胀形尺寸示意

（ｃ）第３次胀形尺寸示意

图２

三通管液压胀形工艺

在第１次和第２次胀形完成后，分别用汽油喷

灯对零件加热进行热处理，同时除油；第３次胀形

完成后，为消除内应力，首先对零件进行６５０ ｏＣ低温

退火处理，然后再进行机加工。

３数值模拟与结果分析

三通管液压胀形时将产生大位移和大变形，既

存在材料非线性，又存在几何非线性，变形机制较

复杂。为此，采用有限元分析软件Ｄｙｎａ．ｆｏｒｍ对三通

管液压成型过程进行了模拟，以揭示应力与应变分

布状况、壁厚变化情况、不同工艺因素对成型过程

的影响及缺陷产生的原因等。图３为模拟得到的三

通管零件，由图３可看出，三通管成型效果良好，能

够满足工艺设计要求。图４为三通管成型终了时的

成型极限图，由图４可看出，三通管在成型过程中

未发生破坏，虽然管体两端部会发生收缩，但由于

端部将在后续工艺中被切除，所以不影响零件成型

质量。

一５０一

图３三通管模拟成型零件示意

图４成型极限图

图５、图６分别为成型后三通管的厚度变化和

应力分布。由图５可知，支管部分壁厚较薄，最薄处

为０．８８ ｔｔｌｎｌ；与冲头接触的两端部因挤压和摩擦使

金属流动较慢而造成管壁变厚；三通管主体管壁厚

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