[发明专利]多腔类构件多向加载成形加载路径的确定方法

摘要

一种多腔类复杂构件多向加载成形合理加载路径的快速确定方法，通过确定主管凸模不同加载位移下转移到支管型腔的坯料体积V、主管凸模开始加载的位移x0和支管凸模加载位移y0，从而确定主管凸模初始加载位移x0的范围，最终确定了多腔类构件多向加载的合理的加载路径。本发明能够准确、快速确定多腔类零件多向加载成形合理的加载路径，节约时间和试验成本。所提出的加载路径能够改善材料流动和不均匀变形，有效的避免成形过程中的空腔、折叠等缺陷，降低成形载荷，提高构件的成形质量。

主权项

1.一种多腔类构件多向加载成形加载路径的确定方法，其特征在于，具体过程是：步骤1：计算主管凸模不同加载位移下转移到支管型腔内的坯料体积V；根据成形的多腔类构件及原始坯料的尺寸，计算成形过程中转移到支管型腔内的坯料体积V；在整个成形过程中，主管凸模不同加载位移下由主管型腔转移到支管型腔内的坯料体积为V，主管凸模的加载位移为X，且加载的最大位移为Sm，满足：Sm＝(S0‑Lm)/2‑t公式中，S0为原始坯料长度；Lm为两个支管中心的水平间距；t为锻件成形预留厚度；主管凸模加载到X＝x1时，主管型腔的坯料开始与主管凸模的法兰接触，则：其中，0≤X≤Sm，0≤ΔL≤L0‑x1公式中：d0为主管内径；D0为主管外径；L为多腔类构件整体长度；X为主管凸模的加载位移；x1为主管凸模的大直径端端面与主管型腔的坯料初始接触时，该主管凸模的位移；L0为主管型腔的深度；Sm为加载的最大位移；步骤2：初步确定主管凸模初始加载位移x0的范围所述初步确定主管凸模初始加载位移x0的范围根据不同的管径比确定：Ⅰ、对于主管内外径比d0/D0≈0.5～0.65的多腔类构件，所确定的主管凸模初始加载位移x0为：Ⅱ、对于主管内外径比d0/D0≈0.65～0.8的多腔类构件，所确定的主管凸模初始加载位移x0为：综上，初步确定主管凸模初始加载位移x0的范围为：步骤3：计算支管凸模总的加载位移y0当主管凸模加载位移为x0时，支管凸模开始接触坯料进行加载；成形完成后，支管凸模总的加载的位移为y0，由体积不变可得：式中，D1为支管的外径；V0为当主管凸模加载位移为x0(x0≤x1)，支管凸模开始接触坯料进行加载时已转移至支管型腔2内的坯料体积；步骤4：确定最终主管凸模初始加载位移x0的范围主管和支管凸模还需满足位移关系，以保证成形末期支管凸模单独加载：Sm‑x0≤y0      (7)将式(6)代入式(7)，得：整理，得：综上，由式(5)和式(8)得到主管凸模初始加载位移的范围为：步骤5：确定多腔类构件多向加载的合理的加载路径根据上述步骤的计算，最终确定多腔类构件多向加载成形的合理加载路径为：加载主管凸模――同时加载主管凸模和支管凸模――加载支管凸模；至此，完成了多腔类构件多向加载成形中合理加载路径的确定。