鍛壓機(jī)械：金屬管件復(fù)合成形脹形系數(shù)的研究
2023-04-03【作 者】王同海;趙新海;趙國群
【引 言】
凸筋類管件是一種常用的工業(yè)基礎(chǔ)件，在機(jī)械、化工、輕工等部門得到了廣泛的應(yīng)用。本文作者在文獻(xiàn)[1,2]中提出了一種縮口—軸壓—脹形復(fù)合成形工藝，分析了該工藝的模具結(jié)構(gòu)和材料變形，并利用剛塑性有限元法對其成形過程及管件尺寸一定時成形過程中產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象的原因及影響因素進(jìn)行了分析。本文對該工藝進(jìn)行了改進(jìn)，把縮口、脹形和整形三個單一工序合并在一個工序中完成，即將圖1a所示的經(jīng)過縮口的預(yù)制管坯一次成形為圖1b所示的形狀。因而具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等特點，已在生產(chǎn)中獲得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
脹形系數(shù)K是表示脹形變形程度的參數(shù)，定義為K=dmax/do，其中dmax表示脹形后的最大直徑，do表示脹形前的直徑。脹形成形極限是指許可的脹形系數(shù)最大值，主要與材料的力學(xué)性能、料厚、模具結(jié)構(gòu)參數(shù)、管坯尺寸及潤滑條件有關(guān)。如果脹形系數(shù)過大，超過了材料允許的脹形成形極限，工件就會發(fā)生破裂。本文采用剛塑性有限元法，分兩種情況對影響脹形系數(shù)的各種因素進(jìn)行分析。
【結(jié) 論】
本文通過對縮口—軸壓—脹形復(fù)合成形工藝脹形系數(shù)影響因素的有限元模擬分析，得出以下結(jié)論：
（1）管坯尺寸一定時，脹形系數(shù)的主要影響因素有縮口半錐角、摩擦因子、凹模圓角以及墊塊的高度等。脹形系數(shù)隨縮口半錐角和摩擦因子的增大而增大，隨凹模圓角半徑和墊塊高度的增加而減少。
（2）其他條件不變而管坯尺寸變化時，脹形系數(shù)分別隨高徑比和高厚比的增加而增加。
（3）當(dāng)管坯尺寸一定時，縮口半錐角、摩擦因子和凹模圓角對脹形系數(shù)的影響比較明顯，如欲在管坯尺寸一定的情況下提高脹形系數(shù)，應(yīng)從縮口半錐角、摩擦因子和凹模圓角等方面著手。
（4）管坯下端壁部金屬的穩(wěn)定性也是影響復(fù)合成形工藝脹形成形極限的一個重要因素。
以下是正文：
