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金属空心构件先进冷成形技术

金属空心构件先进冷成形技术
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作者: 著
出版社: 科学出版社
2019-07
版次: 1
ISBN: 9787030601834
定价: 99.00
装帧: 精装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 300页
分类: 工程技术
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  • 《金属空心构件先进冷成形技术》系统阐述了金属空心构件先进冷成形技术的研究进展，通过对成形方法、成形技术和成形工艺的创新，实现了多种复杂空心构件的整体塑性成形。《金属空心构件先进冷成形技术》首先对金属管材冷推弯、薄壁管数控绕弯以及复杂空心构件三维自由弯曲等成形新技术进行系统论述；其次对管材旋压成形技术、超高压脉动液压成形技术、液压锻造成形技术以及内外高压复合成形技术等进行深入阐述，拓展传统液压成形技术的应用范围；此外，对多工步成形技术进行系统介绍，实现了多种空心构件塑性成形技术的有机结合，有效地突破了传统单一成形技术的局限，实现了系列复杂空心构件的整体制造。 目录

    序

    前言

    第1章 绪论 1

    1.1 金属空心构件的应用背景 1

    1.2 金属空心构件的主要分类 3

    1.2.1 弯曲类空心构件 3

    1.2.2 多通类空心构件 4

    1.2.3 变截面回转体类空心构件 5

    1.2.4 具有混合几何特征的复杂空心构件 5

    1.3 金属空心构件的主要冷成形技术 6

    1.3.1 常见冷弯曲成形技术 6

    1.3.2 液压胀形技术 8

    1.3.3 多工步冷成形技术 9

    1.4 金属空心构件成形新技术 11

    1.4.1 柔性弯曲成形新技术 11

    1.4.2 液压成形新技术 13

    1.4.3 渐进成形新技术 15

    1.4.4 多向加载成形新技术 16

    参考文献 17

    第2章 金属管材冷推弯成形技术 20

    2.1 金属管材冷推弯成形技术原理 20

    2.2 金属管材冷推弯成形机理 22

    2.3 冷推弯成形质量的关键影响因素 24

    2.3.1 几何参数 24

    2.3.2 关键工艺参数 26

    2.4 金属管材冷推弯成形技术应用 34

    2.4.1 矩形截面L形管件冷推弯成形 34

    2.4.2 双金属复合管冷推弯成形 38

    2.4.3 超薄壁小弯曲半径弯管冷推弯成形 43

    参考文献 46

    第3章 薄壁管数控绕弯成形技术 47

    3.1 数控绕弯成形工艺及设备原理 47

    3.2 金属管材数控绕弯的应力应变 51

    3.3 金属管材数控绕弯成形的主要缺陷 52

    3.3.1 管壁减薄及拉裂 53

    3.3.2 管壁增厚及起皱 54

    3.3.3 横截面扁化畸变 55

    3.3.4 弯曲回弹 56

    3.3.5 表面缺陷 57

    3.4 金属管材数控绕弯成形关键工艺参数 57

    3.4.1 模具对管坯的作用力 57

    3.4.2 管坯与模具的间隙 58

    3.4.3 芯棒参数 61

    3.4.4 成形速度 64

    3.5 薄壁管材数控绕弯成形技术应用 70

    3.5.1 航空铝合金薄壁管的数控绕弯成形 70

    3.5.2 核能工程矩形管的数控绕弯成形 74

    参考文献 76

    第4章 复杂空心构件三维自由弯曲成形技术 78

    4.1 自由弯曲系统成形原理 78

    4.1.1 三轴自由弯曲系统原理 78

    4.1.2 五轴及六轴自由弯曲系统原理 80

    4.1.3 基于并联机构的自由弯曲系统原理 81

    4.2 管材三维自由弯曲成形机理 84

    4.2.1 圆弧稳定形成机理 84

    4.2.2 自由弯曲成形应力应变及壁厚分布 85

    4.3 管材三维自由弯曲成形工艺解析 87

    4.3.1 工艺流程解析 87

    4.3.2 连续多弯的直段问题处理 89

    4.3.3 工艺适用范围及主要成形缺陷形式 91

    4.4 自由弯曲成形有限元模拟研究 92

    4.4.1 过渡段划分与参数解析 92

    4.4.2 有限元模型的建立 93

    4.4.3 三维自由弯曲受力及形变的一般分析 94

    4.4.4 工艺参数对成形的影响规律研究 96

    4.5 自由弯曲成形设备及相关成形试验 101

    4.5.1 三轴自由弯曲模设计 101

    4.5.2 最小相对弯曲半径研究 103

    4.5.3 自由弯曲成形设备研制 104

    4.5.4 自由弯曲成形试验研究 105

    4.6 三维自由弯曲成形技术应用 109

    4.6.1 螺旋管三维自由弯曲成形 110

    4.6.2 铜铝双金属管三维自由弯曲成形 112

    参考文献 115

    第5章 变径管空心构件旋压成形技术 117

    5.1 管材旋压成形技术及分类 117

    5.1.1 简介 117

    5.1.2 分类 118

    5.1.3 变形区应力状态 118

    5.2 管材旋压成形关键工艺参数 119

    5.2.1 旋轮进给量 119

    5.2.2 主轴转速 119

    5.2.3 旋轮结构参数 120

    5.2.4 旋压运动轨迹 121

    5.2.5 旋压的润滑与冷却 122

    5.3 高温合金变径管旋压成形技术应用 122

    5.3.1 技术要求 122

    5.3.2 工艺分析 123

    5.3.3 有限元模拟 126

    5.3.4 试验及微观组织分析 139

    参考文献 151

    第6章 复杂空心构件超高压脉动液压成形技术 153

    6.1 脉动液压成形的工艺原理和成形机制 153

    6.2 脉动加载提高奥氏体不锈钢成形性的微观机理 157

    6.2.1 奥氏体不锈钢管材和板材自由胀形验证试验 157

    6.2.2 循环加卸载条件下奥氏体不锈钢的力学行为 161

    6.2.3 循环加载条件下奥氏体不锈钢的组织演变及增塑机理 163

    6.3 管材超高压脉动液压成形设备的研制 169

    6.3.1 轴向进给补料控制系统 169

    6.3.2 双介质供油及充液系统 172

    6.3.3 超高压发生装置及脉动油压控制 173

    6.3.4 计算机操控系统 175

    6.4 管材超高压脉动液压成形工艺参数优化 179

    6.5 脉动液压成形技术应用 185

    6.5.1 汽车发动机托架 185

    6.5.2 汽车中冷管及排气管类零件 190

    参考文献 194

    第7章 薄壁管材液压锻造成形技术 196

    7.1 薄壁管材液压锻造工艺原理 196

    7.1.1 轴向液压锻造成形原理 198

    7.1.2 径向液压锻造成形原理 199

    7.2 空心件液压锻造成形机理 200

    7.3 空心件液压锻造成形技术应用 203

    7.3.1 Ω形薄壁空心构件液压锻造成形 203

    7.3.2 汽车排气歧管液压锻造成形 210

    参考文献 217

    第8章 空心构件内外高压复合成形技术 220

    8.1 管材内外高压复合成形工艺原理 220

    8.2 单层管材内外高压复合成形机理 221

    8.2.1 技术原理 221

    8.2.2 理论分析 222

    8.3 双层管材内外高压复合成形技术 225

    8.3.1 技术原理 225

    8.3.2 理论分析 227

    8.4 管材内外高压复合成形技术应用 228

    8.4.1 车轮轮辋内外高压复合成形 228

    8.4.2 等间隙双层结构排气管内外高压复合成形 236

    参考文献 249

    第9章 复杂空心构件多工步成形技术 251

    9.1 复杂空心构件多工步成形原理 251

    9.1.1 弯曲成形工步 252

    9.1.2 预成形工步 254

    9.1.3 内高压成形工步 254

    9.2 扭力梁纵臂空心构件多工步成形研究 255

    9.2.1 成形工艺分析 255

    9.2.2 多工步成形工艺仿真 258

    9.2.3 纵臂多工步成形试验研究 264

    9.3 副车架横梁空心构件多工步成形研究 273

    9.3.1 成形工艺分析 273

    9.3.2 多工步成形工艺仿真 274

    9.3.3 副车架横梁空心构件多工步成形试验研究 282

    参考文献 287

    彩图
  • 内容简介:
    《金属空心构件先进冷成形技术》系统阐述了金属空心构件先进冷成形技术的研究进展，通过对成形方法、成形技术和成形工艺的创新，实现了多种复杂空心构件的整体塑性成形。《金属空心构件先进冷成形技术》首先对金属管材冷推弯、薄壁管数控绕弯以及复杂空心构件三维自由弯曲等成形新技术进行系统论述；其次对管材旋压成形技术、超高压脉动液压成形技术、液压锻造成形技术以及内外高压复合成形技术等进行深入阐述，拓展传统液压成形技术的应用范围；此外，对多工步成形技术进行系统介绍，实现了多种空心构件塑性成形技术的有机结合，有效地突破了传统单一成形技术的局限，实现了系列复杂空心构件的整体制造。
  • 目录:
    目录

    序

    前言

    第1章 绪论 1

    1.1 金属空心构件的应用背景 1

    1.2 金属空心构件的主要分类 3

    1.2.1 弯曲类空心构件 3

    1.2.2 多通类空心构件 4

    1.2.3 变截面回转体类空心构件 5

    1.2.4 具有混合几何特征的复杂空心构件 5

    1.3 金属空心构件的主要冷成形技术 6

    1.3.1 常见冷弯曲成形技术 6

    1.3.2 液压胀形技术 8

    1.3.3 多工步冷成形技术 9

    1.4 金属空心构件成形新技术 11

    1.4.1 柔性弯曲成形新技术 11

    1.4.2 液压成形新技术 13

    1.4.3 渐进成形新技术 15

    1.4.4 多向加载成形新技术 16

    参考文献 17

    第2章 金属管材冷推弯成形技术 20

    2.1 金属管材冷推弯成形技术原理 20

    2.2 金属管材冷推弯成形机理 22

    2.3 冷推弯成形质量的关键影响因素 24

    2.3.1 几何参数 24

    2.3.2 关键工艺参数 26

    2.4 金属管材冷推弯成形技术应用 34

    2.4.1 矩形截面L形管件冷推弯成形 34

    2.4.2 双金属复合管冷推弯成形 38

    2.4.3 超薄壁小弯曲半径弯管冷推弯成形 43

    参考文献 46

    第3章 薄壁管数控绕弯成形技术 47

    3.1 数控绕弯成形工艺及设备原理 47

    3.2 金属管材数控绕弯的应力应变 51

    3.3 金属管材数控绕弯成形的主要缺陷 52

    3.3.1 管壁减薄及拉裂 53

    3.3.2 管壁增厚及起皱 54

    3.3.3 横截面扁化畸变 55

    3.3.4 弯曲回弹 56

    3.3.5 表面缺陷 57

    3.4 金属管材数控绕弯成形关键工艺参数 57

    3.4.1 模具对管坯的作用力 57

    3.4.2 管坯与模具的间隙 58

    3.4.3 芯棒参数 61

    3.4.4 成形速度 64

    3.5 薄壁管材数控绕弯成形技术应用 70

    3.5.1 航空铝合金薄壁管的数控绕弯成形 70

    3.5.2 核能工程矩形管的数控绕弯成形 74

    参考文献 76

    第4章 复杂空心构件三维自由弯曲成形技术 78

    4.1 自由弯曲系统成形原理 78

    4.1.1 三轴自由弯曲系统原理 78

    4.1.2 五轴及六轴自由弯曲系统原理 80

    4.1.3 基于并联机构的自由弯曲系统原理 81

    4.2 管材三维自由弯曲成形机理 84

    4.2.1 圆弧稳定形成机理 84

    4.2.2 自由弯曲成形应力应变及壁厚分布 85

    4.3 管材三维自由弯曲成形工艺解析 87

    4.3.1 工艺流程解析 87

    4.3.2 连续多弯的直段问题处理 89

    4.3.3 工艺适用范围及主要成形缺陷形式 91

    4.4 自由弯曲成形有限元模拟研究 92

    4.4.1 过渡段划分与参数解析 92

    4.4.2 有限元模型的建立 93

    4.4.3 三维自由弯曲受力及形变的一般分析 94

    4.4.4 工艺参数对成形的影响规律研究 96

    4.5 自由弯曲成形设备及相关成形试验 101

    4.5.1 三轴自由弯曲模设计 101

    4.5.2 最小相对弯曲半径研究 103

    4.5.3 自由弯曲成形设备研制 104

    4.5.4 自由弯曲成形试验研究 105

    4.6 三维自由弯曲成形技术应用 109

    4.6.1 螺旋管三维自由弯曲成形 110

    4.6.2 铜铝双金属管三维自由弯曲成形 112

    参考文献 115

    第5章 变径管空心构件旋压成形技术 117

    5.1 管材旋压成形技术及分类 117

    5.1.1 简介 117

    5.1.2 分类 118

    5.1.3 变形区应力状态 118

    5.2 管材旋压成形关键工艺参数 119

    5.2.1 旋轮进给量 119

    5.2.2 主轴转速 119

    5.2.3 旋轮结构参数 120

    5.2.4 旋压运动轨迹 121

    5.2.5 旋压的润滑与冷却 122

    5.3 高温合金变径管旋压成形技术应用 122

    5.3.1 技术要求 122

    5.3.2 工艺分析 123

    5.3.3 有限元模拟 126

    5.3.4 试验及微观组织分析 139

    参考文献 151

    第6章 复杂空心构件超高压脉动液压成形技术 153

    6.1 脉动液压成形的工艺原理和成形机制 153

    6.2 脉动加载提高奥氏体不锈钢成形性的微观机理 157

    6.2.1 奥氏体不锈钢管材和板材自由胀形验证试验 157

    6.2.2 循环加卸载条件下奥氏体不锈钢的力学行为 161

    6.2.3 循环加载条件下奥氏体不锈钢的组织演变及增塑机理 163

    6.3 管材超高压脉动液压成形设备的研制 169

    6.3.1 轴向进给补料控制系统 169

    6.3.2 双介质供油及充液系统 172

    6.3.3 超高压发生装置及脉动油压控制 173

    6.3.4 计算机操控系统 175

    6.4 管材超高压脉动液压成形工艺参数优化 179

    6.5 脉动液压成形技术应用 185

    6.5.1 汽车发动机托架 185

    6.5.2 汽车中冷管及排气管类零件 190

    参考文献 194

    第7章 薄壁管材液压锻造成形技术 196

    7.1 薄壁管材液压锻造工艺原理 196

    7.1.1 轴向液压锻造成形原理 198

    7.1.2 径向液压锻造成形原理 199

    7.2 空心件液压锻造成形机理 200

    7.3 空心件液压锻造成形技术应用 203

    7.3.1 Ω形薄壁空心构件液压锻造成形 203

    7.3.2 汽车排气歧管液压锻造成形 210

    参考文献 217

    第8章 空心构件内外高压复合成形技术 220

    8.1 管材内外高压复合成形工艺原理 220

    8.2 单层管材内外高压复合成形机理 221

    8.2.1 技术原理 221

    8.2.2 理论分析 222

    8.3 双层管材内外高压复合成形技术 225

    8.3.1 技术原理 225

    8.3.2 理论分析 227

    8.4 管材内外高压复合成形技术应用 228

    8.4.1 车轮轮辋内外高压复合成形 228

    8.4.2 等间隙双层结构排气管内外高压复合成形 236

    参考文献 249

    第9章 复杂空心构件多工步成形技术 251

    9.1 复杂空心构件多工步成形原理 251

    9.1.1 弯曲成形工步 252

    9.1.2 预成形工步 254

    9.1.3 内高压成形工步 254

    9.2 扭力梁纵臂空心构件多工步成形研究 255

    9.2.1 成形工艺分析 255

    9.2.2 多工步成形工艺仿真 258

    9.2.3 纵臂多工步成形试验研究 264

    9.3 副车架横梁空心构件多工步成形研究 273

    9.3.1 成形工艺分析 273

    9.3.2 多工步成形工艺仿真 274

    9.3.3 副车架横梁空心构件多工步成形试验研究 282

    参考文献 287

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