一种大型薄壁碟形封头成形工艺优化.pdfVIP

第52卷第2期 锻压装备与制造技术 2017年4月 TECHNOLOGY V01．52No．2 CHINAMETALFORMINGEQUIPMENT＆MANUFACTURING Apr．2017 一种大型薄壁碟形封头成形工艺优化 丁志杨，陈梁玉，赵坤民 (合肥工业大学工业与装备技术研究院，安徽合肥230009) 摘要：本文针对在实际生产大型薄壁碟形封头中遇到的成形缺陷问题，提出一种新的模具拉延筋设计方案，并利用非线性有限元 拉延筋设计方案的有效性与实用性。 关键词：碟形封头；拉延筋；数值分析；Dynaform 中图分类号：TG386．32文献标识码：A 文章编号：1672—0121(2017)02—0062—04 DoI：10．16316／j．issn．1672—0121．2017．02．019 封头作为压力容器的主要承压零部件，广泛应 本文针对大型薄壁碟形封头在实际生产中遇到 用于航空、航天、铁路、化工和核电等领域，具有加工 的成形缺陷问题，通过对常规分步拉深成形和引入 技术条件要求高、制造工艺难度大、工艺复杂及生产 拉延筋的一次拉深成形工艺进行分析研究，提出了 周期长等特点。根据封头的具体应用，可分为高压容 一种新的拉延筋应用思路，利用Dynaform有限元软 器封头和低压容器封头。对于不同种类的封头，其加 件，确定具体的拉延筋设计参数，从而解决实际生产 工工艺有所不同。高压容器封头主要采用热锻加工 中遇到的问题。 工艺进行生产加工，低压容器封头则采用热压、旋压 和冷拉深等多种工艺进行生产加工。随着封头的广 1 传统成形工艺 泛应用，冷拉深T艺由于工艺简单、生产成本较低成 以实际生产中壁厚为5．6ram的碟形封头为研究 为目前研究的焦点。 对象，碟形封头具体尺寸参数如图l所示。 金淼[1]通过对大型薄壁封头拉深成形机理进行 深入分析，指出内皱是大型封头拉深成型主要破坏 形式，阐述了内皱产生机理和控制策略，提出正确设 置拉延筋是整个工艺过程的关键，并结合大型封头 拉深成形的特点，给出了拉延筋的设计原则。朱里红 和韦洁【2]采用圆形拉延筋、矩形拉延筋和拉延槛优化 图1碟形封头尺寸图 了大型薄壁封头的成形工艺；利用有限元软件和正 由于大型薄壁碟形封头的尺寸和径厚比很大， 交试验设计确定出准3000mmxlOmm的椭圆形封头 冷拉深成形的技术难度高。传统工艺通过组合模具 拉延筋类型和参数，并采用多目标优化法得最优的 的分步拉深来实现，一次成形过程中需要多次更换 拉延筋参数组合。RV E31提出各种因素如压边 Reddy 模具，增加了模具的更换时间和定位时问，生产效 力、凸模圆角半径、模具刃口半径和摩擦系数对拉深 率低，生产成本高，在实际生产中不适合大规模应 圆筒形件起皱的影响，对起皱萌生和增长机制进行 用。 了详细研究。 随着拉延筋的应用，设置拉延筋或拉延槛的冲 压模具可以实现封头的一次拉深成形，这种成形工 艺提高了生产效率，节约了生产成本，便于大规模应 收稿日期：2016—12—10；修订日期：201