鍛壓技術(shù)：管材脹形工藝分類(lèi)及其變形力學(xué)特征
2023-03-15【作 者】王同海;孫勝
管材脹形是在壓力作用下使管材沿徑向擴(kuò)張的成形工藝，屬于管材深加工技術(shù)的范疇。根據(jù)管件的形狀要求，脹形既可完成管坯的局部擴(kuò)張，也可完成管坯的整體擴(kuò)張。管材脹形可以在通用機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)或?qū)Ｓ妹浶螇毫C(jī)及專(zhuān)用裝置上完成，所獲管件已廣泛用于機(jī)械、電力、航空航天、交通運(yùn)輸、石油化工、輕工等工業(yè)部門(mén)中。
管材脹形的方法很多，若按生產(chǎn)中使用的模具分類(lèi)，可分為剛性模脹形和軟模脹形兩類(lèi)。采用剛性分塊式凸模脹形時(shí)，稱(chēng)為剛性模脹形，它僅適用于形狀及尺寸精度要求不高的軸對(duì)稱(chēng)脹形件的脹形加工。利用液體、氣體或彈性體的壓力代替剛性凸模的作用作為傳壓介質(zhì)對(duì)管坯進(jìn)行脹形時(shí)，則可統(tǒng)稱(chēng)為軟模脹形。液體可用油、乳化液或水，彈性體通常用聚氨酷橡膠或天然橡膠。由于聚氯乙烯( PV C)塑料具有與聚氨酷橡膠類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已作為傳壓介質(zhì)，開(kāi)始用于脹形工藝中。由于石蠟具有易于呈固體或液體的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，且可回收重復(fù)使用，將其作為脹形傳壓介質(zhì)，也已在生產(chǎn)中取得了良好的技術(shù)效果。因此，根據(jù)傳壓介質(zhì)的不同，軟模脹形又可分為液壓脹形、氣壓脹形、橡膠脹形、石蠟脹形、PVC塑料脹形等。軟模脹形與剛性模脹形相比，特別適用于各種形狀復(fù)雜管件的脹形加工，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
本文從變形力學(xué)的角度出發(fā)，根據(jù)脹形時(shí)的變形條件，對(duì)上述多種脹形方法進(jìn)行分類(lèi)，以方便對(duì)脹形成形機(jī)理的探討，從理論上把握脹形工藝要素，達(dá)到合理選擇工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)及預(yù)防脹形缺陷、提高成形質(zhì)量的目的。
【結(jié)束語(yǔ)】
管材脹形工藝在管件加工中的應(yīng)用十分廣泛，尤其是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的脹形新工藝已開(kāi)始成功地用于生產(chǎn)。本文從變形力學(xué)的角度出發(fā)，根據(jù)脹形時(shí)變形條件及力學(xué)模型的不同，將多種脹形方法歸納為三類(lèi)脹形工藝，從而分別探討各類(lèi)脹形工藝的變形力學(xué)特征及其工藝影響因素，這對(duì)于認(rèn)識(shí)脹形成形機(jī)理的力學(xué)本質(zhì)，分析影響脹形的工藝要素及采取相應(yīng)措施預(yù)防脹形缺陷，從而保證脹形成形質(zhì)量均有重要意義。
以下是正文：
