塑性工程學報：彈、塑性傳力介質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
【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 ，為提高產品的可靠性 、節(jié)約能源降低結構質量 ，薄壁管結構及其零件應用越來越多，管件脹形技術引起 了廣泛的重視 ，并得到了進一步的發(fā)展和應用[1]。通過內壓力使管子脹形成形不同結構形狀的零件 ，改變了傳統(tǒng)工藝中鑄造 、焊接、體積模鍛及機加工等復雜工序 ，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， 零件表面質量好 ，強度高 ，而且能夠制造 出其他加工 方法難 以成形的復雜形狀薄壁零件 。 管件脹形工藝中填充在初始管件內部的傳力介 質成為脹形工藝 中重要 因素 。到目前為止 ，內高壓充液成形因其生產 的零件表面質量好 ，強度高，已成為應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 ，最突出的有兩個方面 ：其一，成本高，采用內高壓液壓脹形技術 ，工藝復雜 、密封條件要求 苛刻，液壓系統(tǒng)龐大 ，設 備投入高 ；其二 ， 管件采用液壓脹形工藝循環(huán)時間長 ，生產率 比較低 。 如何回避液壓脹形的不利因素 ，改變傳力介質，減少設備投入 ，從而降低生產成本 、提高生產效率已成為一個值得研究的方向。 本文以彈性材料、固體塑性材料作為傳力介質，對紫銅和鋁合金 三通管軸壓脹形工藝進行了研究 ， 并在自行研制的30t軸壓脹形試驗機上進行了驗證 。
【結論與展望】
減重、環(huán)保及提高零件強度，使得管類零件具有廣泛應用前景，本文以彈、塑性材料為傳力介質在自行設計的軸壓脹形試驗機上進行了紫銅、硬鋁三通管軸壓脹形試驗，試驗結果表明，采用聚氨酯彈性材料為傳力介質脹形時，受到管坯尺寸、介質自身性能影響，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軸壓脹形時取得了不同結果，其中當石蠟石墨以4:1混合時，獲取了合格的三通管零件，說明該方法可行。但是，塑性體傳力介質管件軸壓脹形技術涉及到材料、工藝、裝備等多學科領域，進一步優(yōu)化傳力介質成分，尋求傳力介質材料的模型以及脹形過程中摩擦特性等研究，是目前該項技術發(fā)展和應用的關鍵，有待于進一步完善。
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