The quality analysis of multi-step forming the higher D/t cylinder

Análisis de la calidad de la conformación multietapa del cilindro D/t superior

Para resolver el problema del gran springback en la estampación de cilindros de mayor D/t, en este trabajo se adopta el método de hidroconformado tras embutición. Puede reducir la tensión residual del cilindro tras el tratamiento térmico. Se investigan los efectos de la altura de estirado, la presión hidráulica y la fuerza de sujeción de la pieza en bruto sobre la calidad del cilindro utilizando el software de elementos finitos dynaform, y se obtienen los parámetros óptimos del proceso. En caso de que la altura de estirado, la fuerza del soporte de la pieza en bruto y la presión hidráulica sean relativamente de 55 mm, 12,5 MPa y 20 KN, la tasa de variación del espesor de la pared y el springback se reducen de forma evidente. Los resultados de la investigación sientan las bases teóricas para mejorar la deformación plástica del cilindro de pared delgada.

INTRODUCCIÓN

Las piezas de cilindro de pared delgada de mayor D/t son comunes en las carcasas de motores aeronáuticos a gran escala, cuyos materiales se eligen principalmente como aleaciones de aluminio, aleaciones de níquel y aleaciones de titanio [1]. Para formar el cilindro de pared delgada de mayor D/t se adoptan principalmente los métodos tradicionales que incluyen el procesamiento electrolítico y el estampado. Debido al gran tamaño de las piezas cilíndricas, el simple uso del mecanizado electroquímico puede dar lugar a un bajo aprovechamiento del material y a una baja eficiencia de conformado. Con el fin de mejorar la conformabilidad de las piezas estampadas de gran tamaño, algunos estudiosos han llevado a cabo investigaciones relevantes. Lang et al. mejoraron la calidad del tubo irregular de aleación de aluminio formado a partir de un medio térmico optimizando la temperatura del medio y la trayectoria de carga de la presión hidráulica [2].

En este trabajo, el cilindro de mayor D/t se forma primero por estampación y después por hidroconformación. Se establece un modelo de elementos finitos de varios pasos utilizando el software dynaform [3]. Se analizan los efectos de la altura de estirado en la desviación del espesor de pared, la conformabilidad y el springback tras el hidroconformado. Bajo la premisa de garantizar la desviación del espesor de pared, se seleccionan como objeto de investigación los parámetros de proceso de altura de estirado, presión hidráulica y fuerza de sujeción de la pieza en bruto. El springback se utiliza como índice para medir la conformabilidad final. Por último, se ha obtenido un conjunto de parámetros de proceso óptimos mediante el análisis de un solo factor, y el springback de la pieza cilíndrica se reduce de forma evidente.

OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN

El cilindro de pared delgada de mayor D/t se selecciona como objeto de investigación (Figura 1), que se forma mediante estampación y recorte.