塑性工程學(xué)報(bào)：彈、塑性傳力介質(zhì)下三通管軸壓脹形工藝分析
2022-08-31【作 者】張彥敏;宋志真;孫愛學(xué)
【引 言】
隨著航空航天 、汽車工業(yè)及家電行業(yè)的迅速發(fā)展 ，為提高產(chǎn)品的可靠性 、節(jié)約能源降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量 ，薄壁管結(jié)構(gòu)及其零件應(yīng)用越來越多，管件脹形技術(shù)引起 了廣泛的重視 ，并得到了進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用[1]。通過內(nèi)壓力使管子脹形成形不同結(jié)構(gòu)形狀的零件 ，改變了傳統(tǒng)工藝中鑄造 、焊接、體積模鍛及機(jī)加工等復(fù)雜工序 ，材料利用率高 ，尤其適合于有色金屬等貴重材料成形 。管件脹形中的變形硬化可改善材料的性能， 零件表面質(zhì)量好 ，強(qiáng)度高 ，而且能夠制造 出其他加工 方法難 以成形的復(fù)雜形狀薄壁零件 。 管件脹形工藝中填充在初始管件內(nèi)部的傳力介 質(zhì)成為脹形工藝 中重要 因素 。到目前為止 ，內(nèi)高壓充液成形因其生產(chǎn) 的零件表面質(zhì)量好 ，強(qiáng)度高，已成為應(yīng)用最為廣泛的方法之一[2-4]，但是該方法存在 一 定的局限性 ，最突出的有兩個(gè)方面 ：其一，成本高，采用內(nèi)高壓液壓脹形技術(shù) ，工藝復(fù)雜 、密封條件要求 苛刻，液壓系統(tǒng)龐大 ，設(shè) 備投入高 ；其二 ， 管件采用液壓脹形工藝循環(huán)時(shí)間長 ，生產(chǎn)率 比較低 。 如何回避液壓脹形的不利因素 ，改變傳力介質(zhì)，減少設(shè)備投入 ，從而降低生產(chǎn)成本 、提高生產(chǎn)效率已成為一個(gè)值得研究的方向。 本文以彈性材料、固體塑性材料作為傳力介質(zhì)，對紫銅和鋁合金 三通管軸壓脹形工藝進(jìn)行了研究 ， 并在自行研制的30t軸壓脹形試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證 。
【結(jié)論與展望】
減重、環(huán)保及提高零件強(qiáng)度，使得管類零件具有廣泛應(yīng)用前景，本文以彈、塑性材料為傳力介質(zhì)在自行設(shè)計(jì)的軸壓脹形試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了紫銅、硬鋁三通管軸壓脹形試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，采用聚氨酯彈性材料為傳力介質(zhì)脹形時(shí)，受到管坯尺寸、介質(zhì)自身性能影響，成形支管高徑比小于1，難以滿足零件要求。不同比例的石蠟、石墨混合塑性傳力介質(zhì)軸壓脹形時(shí)取得了不同結(jié)果，其中當(dāng)石蠟石墨以4:1混合時(shí)，獲取了合格的三通管零件，說明該方法可行。但是，塑性體傳力介質(zhì)管件軸壓脹形技術(shù)涉及到材料、工藝、裝備等多學(xué)科領(lǐng)域，進(jìn)一步優(yōu)化傳力介質(zhì)成分，尋求傳力介質(zhì)材料的模型以及脹形過程中摩擦特性等研究，是目前該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵，有待于進(jìn)一步完善。
以下是正文：
