【作 者】丁泰然;胡成亮;趙震;龔愛軍;施衛(wèi)兵

　　基于節(jié)能與環(huán)保的強(qiáng)烈需求，汽車輕量化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的重要方向，管坯鐓擠成形工藝越來越受到關(guān)注。管坯鐓擠成形零件容易在內(nèi)壁處產(chǎn)生凹陷或折疊［1-2］，這些缺陷會(huì)導(dǎo)致零件不合格。針對(duì)鐓擠成形中出現(xiàn)的缺陷，Petersen S B 等［3］采用有限元法分析了不同工藝參數(shù)下金屬的流動(dòng)規(guī)律，總結(jié)了 3 種典型的缺陷模式; Arentoft M 等［4］分析了金屬材料流變行為對(duì)鐓擠成形的影響，發(fā)現(xiàn)材料的應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)對(duì)成形質(zhì)量有顯著影響，應(yīng)變強(qiáng)化明顯的材料更容易產(chǎn)生缺陷; Lopes A B 等［5］根據(jù)鐓擠過程中位錯(cuò)微觀結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律分析了純鋁的強(qiáng)化機(jī)制，發(fā)現(xiàn)金屬變形死區(qū)是導(dǎo)致缺陷的主要原因?；谏鲜鲅芯靠梢钥闯?，管坯鐓擠過程缺陷的影響因素較多，包括工藝參數(shù)、材料宏觀硬化特征與微觀結(jié)構(gòu)等。為了避免缺陷過早產(chǎn)生，熱處理材料改性［2］、兩步鐓擠成形工藝［6］以及填充可壓縮材料輔助成形方法［7］等措施被提出。

　　本文針對(duì)鐓擠成形過程中內(nèi)壁的凹陷或折疊缺陷，建立了考慮凹陷缺陷的平行速度場，并根據(jù)上限理論進(jìn)行了求解，建立了凹陷判別式，確定了管坯鐓擠的成形極限，探討了相關(guān)工藝參數(shù)對(duì)成形極限的影響。

　　【結(jié) 論】

　　通過上限法對(duì)管坯中部鐓擠工藝進(jìn)行分析，結(jié)合凹陷判別式繪制出了成形極限圖，分析了影響缺陷產(chǎn)生的關(guān)鍵參數(shù)并劃分了安全區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)。所得結(jié)論如下:

　　（1）管坯尺寸參數(shù)諸如管坯內(nèi)外徑比和相對(duì)法蘭高度對(duì)成形極限有影響; 工藝參數(shù)例如摩擦條件對(duì)成形極限有影響。

　?。?）相對(duì)法蘭高度越高，所能成形的管坯內(nèi)外徑比就越小; 管坯內(nèi)外徑比越大，所能成形的相對(duì)法蘭高度就越低。

　　但是，平行速度場的假設(shè)未能非常準(zhǔn)確地描述真實(shí)的金屬流動(dòng)，在下一步工作中計(jì)劃建立更為精確的速度場，進(jìn)一步描述金屬流動(dòng)情況。

　　以下是正文：