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1、保冷杯液压胀形摘要本文从日常用品入手，探究了不锈钢保冷杯的主要成形工艺，即液压胀形工艺，简单介绍了液压胀形的原理以及设备，并运用ansysworkbench对液压胀形工艺进行了有限元模拟。通过分析有限元模拟的结果，总结了液压胀形工艺的特点，并分析了液压胀形工艺的不足。通过对液压胀形产品的观察，有限元模拟，以及相关论文查阅，我对液压胀形有了较为直观，具体的认识。AbstractInthispaper,Istartfromdailynecessities,exploresthemajorformingprocessofstainlesssteel
2、cup,thehydroformingprocess,introductiontheprinciplesofhydroformingandequipment,andtheusetheAnsysworkbenchtoanalyzethehydroformingprocess.Throughtheanalysisoffiniteelementsimulationresults,Isummarizedthecharacteristicsofhydroformingprocess,andanalyzedtheshortcomingsofhydrofo
3、rmingprocess.Throughtheobservationofhydroformingproducts,finiteelementsimulation,aswellasaccesstorelevantpapers,Ihaveamoreintuitivehydraulicbulgingconcreteunderstanding.第一章探究背景保冷杯是专门用来保持冷水温度的杯子，区别于保温杯的最大特点是杯口较小，便于直接饮用。其保温原理和保温杯相同，是利用内层与外层之间形成的真空阻止热交换，保温杯组织热水的热能向外扩散，而保冷杯阻止外部
4、热能向内层冷水扩散。该保冷杯的外壳分为两部分，主体部分和底部，两部分通过焊接连接，可以在外壳与底过渡部分看到明显的焊接痕迹。底部成型工艺应该是冲压成型，因为底部没有接口痕迹，是一个整体，冲压能直接形成这样的整体。对于外壳主体部分，经过仔细观察，发现外壳均匀，光滑，没有接缝，是一个整体，并且，这个整体不是简单的圆筒状，是下粗上细，上部还有缩颈结构。首先能判断的是该部分不能用冲压成型的方式制造，原因之一是主体部分很长，深冲很难做到均匀缺陷少。其二是主体部分形状上小下大，下部没有底，形状不利于深冲。有一种可能是铸造成型，但是保冷杯外壳比较薄，比较轻
5、便，铸造难度很大，并且铸件很少直接应用与产品，所以虽然铸造工艺可能做出这样的壳体，但保冷杯外壳用铸造工艺的可能性很小。最有可能是以无缝的钢管为原料，以液压胀形的方式成型。第二章液压胀形工艺2.1液压胀形通过模具采用液体作为传力介质使管状坯料由内向外扩张。其最大特点是胀形力传递均匀，能使材料在最有利的情况下成形；成形精度高，适用于复杂形状的成形，对于长筒型的水杯成型尤为适合。工艺简单，成本低廉，成型后表面光滑，极少出现变形不均匀的现相。管材液压胀形的基本原理是轴向力和内压力同时作用下的管坯成形过程,也有直接利用内压力成形。该成型工艺最大的难点应
6、该是如何控制轴向力和内压力的大小，尤其是轴向力，液压成型的过程是管壁中部径向扩张，而轴向需要从一边或两边向中间补料。液压成形过程中如果轴向力和内压力匹配不合理,将会导致在成形过程中出现屈曲和起皱、破裂等失效现象，其中,起皱是由于内压力过低而轴向进给过大造成的,分为轻微起皱和死皱两种情况,有人把管材胀形中出现的随压力升高变形继续而最终可以消除的起皱形式称作有益皱,与之相对应的就是死皱;成形初期产生的轻微褶皱可以起到预先储存坯料的作用,在成形后期随着压力的升高和变形的继续而消失,这对顺利成形有益,而死皱在整个成形过程中无法消除,应尽量避免其出现。
7、破裂主要是由于轴向进给相对较小而内压力上升过快,或是局部变形量过大超过了金属的成形极限,即使有足够的补料量也很难保证成形而不破裂。2.2管材液压胀形设备管材液压胀形设备包括液压机、模具系统、液压系统及超高压发生装置、数据采集和计算机控制系统,各系统的主要功能是:模具系统是胀形过程的工作平台;液压机为模具系统的安装提供空间并在液压胀形过程中提供所需的合模力;超高压发生装置是液压胀形系统的关键,由增压器产生胀形过程中所需的内压,输出的超高压由高压管路、轴向冲头的内孔导入管坯内腔中,并由超高压传感器检测工作内压,反馈给计算机控制系统进行闭环控制.2
8、.3有限元模拟与液压胀形工艺由于液压胀系工艺的内压与轴向载荷的确定用实验方法费时费力，所以该工艺的设计一般需要运用有限元模拟进行预设计。有限元软件与液压胀形工艺的结
