管狀排氣系統(tǒng)部件是液壓成形工藝的理想選擇，排氣部件通常由兩個沖壓外殼混合焊接而成，單件液壓成形件的主要優(yōu)點是消除了焊接和裝配操作，本文興迪源機(jī)械帶來排氣部件成形案例研究及其內(nèi)高壓成型仿真方案。
一、管狀排氣系統(tǒng)部件簡述：
管狀排氣系統(tǒng)部件是液壓成形工藝的理想選擇，圖11-13所示的排氣部件通常由兩個沖壓外殼混合焊接而成。這些部件上的MIG焊接接頭是排氣泄漏和應(yīng)力集中點的可能來源，可能導(dǎo)致過早腐蝕和耐久性故障。
單件液壓成形件的主要優(yōu)點是消除了焊接和裝配操作，該部件的小直徑為2.0英寸（50.8毫米），擴(kuò)展到3的大偏移直徑。825英寸（97.2毫米），組件材料為409不銹鋼管，2.0英寸（50.8毫米）直徑，0.71英寸（1.8毫米）厚。
二、內(nèi)高壓成形仿真方案：
1)內(nèi)高壓成形仿真方案1:
內(nèi)高壓成形該部件的最具成本效益的方法是連接如圖11-13所示的部件。這種端到端的連接方法可以從一根管子中產(chǎn)生四個零件，而廢料最少。
對于需要節(jié)段顯著膨脹以上的部件，有必要將材料從部件端部推送（端送）；在制造原型工具之前，進(jìn)行了有限元計算機(jī)模擬研究，以證明液壓成形的可行性。
建立合適的有限元模型所需的數(shù)據(jù)為：
1、部件的CAD表面數(shù)據(jù)；
2、材料特性包括：
1/E值（楊氏模量）；
2/泊松比；
3/密度；
4/真應(yīng)力/真應(yīng)變曲線（管材拉伸試驗結(jié)果）；
5/成形極限圖（FLD）。
使用合適的前、后處理計算機(jī)程序，部件cad表面足以進(jìn)行初步分析，以創(chuàng)建有限元模型。
本研究使用電腦版的femb和lsdyna3d。
上下模具表面的表示是使用FEMB中可用的“自動嚙合”技術(shù)從部件CAD數(shù)據(jù)創(chuàng)建的。利用該方法，可以在合理的時間內(nèi)建立有限元模型，快速地得到分析結(jié)果。
液壓成形方案1的有限元模型如圖11-14所示，利用該模型對各種液壓成形參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行了預(yù)測，評價了不同進(jìn)料量和不同內(nèi)壓歷史的影響。
分析結(jié)果包括：
1）過程動畫；
2）厚度變化圖；
3）應(yīng)力/應(yīng)變圖；
4）成形極限圖。
這種內(nèi)高壓成形附加零件方法的預(yù)測結(jié)果證明，用這種方法不能完全成功地制造出零件。對于最大進(jìn)給量，如圖11-14所示，預(yù)測的材料減薄率超過40%，在某些區(qū)域有不可接受的皺褶。
圖11-17中的FLD圖也預(yù)測了選項1的部件故障，計算機(jī)上的過程動畫可以提供對工具內(nèi)部可能的材料流動行為的獨特見解。
觀察這種材料流通常可以導(dǎo)致更好的設(shè)計決策，從而改進(jìn)產(chǎn)品和工具設(shè)計；在這種情況下，有限元分析研究清楚地表明，內(nèi)高壓成形的這種選擇是行不通的，因此需要評估另一種選擇。
2)內(nèi)高壓成形仿真方案2:
先前的研究表明，膨脹量必須減少，為了實現(xiàn)較低的膨脹，導(dǎo)出了圖11-15所示的組件連接方法。
在該選項中，兩個組件由管狀坯料制成，管端從兩側(cè)推入，用于端部進(jìn)料中心部分被切掉并丟棄。
圖11-15中還顯示了FEA模型代表性選項，原型排氣錐及其預(yù)測厚度輪廓圖如圖11-16所示，部件中心廢料部分的材料稀釋率為33%。
圖11-16
完全成形的部件的預(yù)測形狀沒有褶皺。在成形極限圖上繪制的預(yù)測主應(yīng)變和小應(yīng)變?nèi)鐖D11-17所示。
當(dāng)選項1的結(jié)果在失敗區(qū)域時，選項2的結(jié)果在安全區(qū)域，因此，為原型和生產(chǎn)液壓成形工具設(shè)計選擇了方案2的幾何結(jié)構(gòu)，如圖11-16所示的組件已成功生產(chǎn)，目前正在大批量生產(chǎn)中。
【興迪源內(nèi)高壓成形設(shè)備優(yōu)勢】
興迪源是國內(nèi)第一家向市場提供智能金屬管材內(nèi)高壓成形設(shè)備的生產(chǎn)商，已向各個領(lǐng)域的客戶提供了數(shù)十臺各種規(guī)格的內(nèi)高壓成形設(shè)備，合模力從400T至5000T，高達(dá)500MPa。
興迪源內(nèi)高壓成形設(shè)備適用于制造航空航天、核電、石油化工、飲水系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、汽車以及自行車行業(yè)的復(fù)雜異形截面空心構(gòu)件。主要產(chǎn)品有空心結(jié)構(gòu)框架、汽車車身支撐件、副車架、底盤件、進(jìn)排氣系統(tǒng)管件，以及航空航天飛行器構(gòu)件、軍工行業(yè)管件、發(fā)動機(jī)中空軸類件、發(fā)動機(jī)組合式空心凸輪軸和復(fù)雜管件等。