1、西安航空职业学院毕业论文基于 PAM-STAMP 蜗管内高压软模成形工艺仿真研究姓 名： 专 业： 航空电子 班 级： 完成日期： 指导教师: 摘要：蜗管零件成形过程内部过程无法可视化，制约了对零件成形机理的掌握和工艺方案的制定。该零件的最大变形量为 20%而且各处的变形不均等，若采用常规分瓣钢模，模具制造复杂，后续反复修模困难。采用 PAM STAMP 钣金成型仿真模拟方案及内高压橡皮成型模具与实际产品加工过程接近仿真程度高、投入资金少、试验结果真实可信，减少了大量试验料，大大节约了人力、物力等各项资源。该内高压软模成型工艺方法，解决了不规则变截面曲面零件蜗管成型的技术难题。工艺方案经济合理
2、，工艺参数选择得当。该方案主要的是由于橡胶软模摩擦力的作用，可提供一定的毛坯轴向力，能有效阻止回弹。而且模具制造成本低，只需要阴模，无需阳模。相比需要分瓣设计的钢模结构制造方便，型面连续光滑。填补了型面复杂回转体零件的空白，为后续类似零件的成型提供了借鉴和参考。最终形成聚氨酯橡胶胀形工艺方案。关键词：内高压，软模，仿真1 概述蜗管零件形面为变截面曲面，异型内腔优化了流体的粘阻系数，但是增加了成形难度，常规阴、阳模压制方法难以成形。2 模型建立2.1 软件选用PAM-STAMP 是一款针对板料成形数值模拟软件。包含以显式算法为主的有限元求解器，包含隐式求解技术，能够自动判断合适的接触算法，精确地
3、进行零件变形、壁厚分析。2.2 几何模型图 1 原对象模型图 2 工艺件半成品模型图 3 坯料变形过程仿真模型单元格变化2.3 材料物理模型表 1 不锈钢 1Cr18Ni9Ti 的化学成分元素含量 %C Cr Ni Mn Si S P0.03含量% 0.12 1719 811 1.00 2.00 0.03 0.03表 2 板材室温机械性能(GB3280-92，M 态）牌号 室温机械性能不小于 % 硬度0.2，MPa b，MPa 5，% HB HRB HV1Cr18Ni9Ti1.5mm 205 520 40 187 90 2002.4 边界条件1)阴模为刚形体（外形约束）2)毛坯料为内形相切的最
4、大直径筒形件（毛坯尺寸约束）3)用内部快速充满膨胀的液体模拟橡胶软模的膨胀（流量、时间）4)毛坯两端头封闭，唯一变形为内部膨胀（端头约束）5)充入液体指定时间以达到满足毛坯与阴模贴合（终了控制）图 4 载荷和约束属性的设置3 仿真过程难点分析1)外形面三维模型的建立2)筒形件端头的封闭，胀形自由度的约束3)内部液体的充填速度模拟4 仿真计算结果及分析工艺参数：压力=300T；摩擦系数=0.12，壁厚减薄图，起皱、破裂预测结果分布及 FLC 图。图 5 壁厚减薄模拟结果图 6 零件起皱及破裂模拟结果图 7 起皱及破裂区域预测 FLC 图（1 ）零件每一旋转截面尺寸贴模良好。（2 ）从 20到 1
5、80截面及实测 H 值与图样相符。图 8 成品附图5 收获及推广应用前景分析该方法已经成功应用于蜗管同类零件的成形，推广效果良好。6 结论（1 ）采用 PAM STAMP 内高压软模仿真模拟成形方案成功的模拟了成型的全过程，得到了材料成型的所有变形参数，模拟结果与实际成形过程一致。（2 ）由于橡胶软模摩擦力的作用能有效阻止回弹。而且只需要阴模，无需阳模，模具制造成本低，型面连续光滑。证明了选择聚氨酯橡胶胀形方案是加工薄壁蜗管零件的可行性。参考文献1 PAM-STAMP User,s GuideESI Group, 20092 朱伟成, 许成林. 内高压成型汽车管件技术J. 汽车工艺与材料, 2
6、004(1)：12-143 苑世剑, 刘刚, 何祝斌等. 内高压成型机理与关键技术J. 数字制造技术，2008.6(4)：1-344 苑世剑. 现代液压成型技术M. 北京：国防工业出版社. 2009:69-975 关诗惇，何声健.冲压工艺学M. 西安：西北工业大学出版社. 19876 李硕本. 冲压工艺学M.北京：机械工业出版社. 19827 张鼎承. 模设计手册M. 北京：机械工业出版社.19888 航空工艺装备设计手册编写组. 航空工艺装备设计手册-冷冲模设计M. 北京：机械工业出版社.19889 詹梅, 杨合, 江志强. 管材弯曲成形的国内外研究现状及展趋势J. 机械科学与技术, 2004, 23(12)：1509-1514010 王忠堂, 张士宏, 梁海成等. 三通内高压成形工艺研究J. 锻压技术, 2008.33(2):63-6611 李钰, 马继山. 钣金件快速精确加工中的激光切割工艺分析J. 火箭推进, 2008.(8):43-4712 GB/T5028-1999, 金属薄板和薄带拉伸应变硬化指数(n)值试验方法S致 谢感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多素材，还在论文的撰写和排版过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正!
