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影響碳鋼三通管件液壓成形的主要因素

作者:鑫茂管件 發布時間:2017-01-31
內容摘要:無縫碳鋼三通管成形工藝中,共有四個力作用:內壓力,擠壓力,平衡力和合模力。前三者是成形力,其大小及比例關系非常重要,直接決定著管件變形過程中的應力應變狀態。

三通管液壓成形過程,是典型的空間三維大變形,成形過程復雜,影響因素比較多,主要有以下幾方面:

①工藝力

無縫碳鋼三通管成形工藝中,共有四個力作用:內壓力,擠壓力,平衡力和合模力。前三者是成形力,其大小及比例關系非常重要,直接決定著管件變形過程中的應力應變狀態。在成形過程中,國標碳鋼三通管件成形的內壓力9由外部的增壓裝置提供。內壓均勻地作用于管件的內表面,它除了起到脹形的作用,還有防止管件內彎和折疊的作用,并產生壓的靜水壓應力。擠壓力F由左、右擠壓沖頭提供。擠壓力主要起到使金屬向變形的圓角過渡區轉移,有利于金屬的流動,從而在管件的變形過程中不斷補充金屬;平衡沖頭提供支管端部的平衡力Fo,它的作用是抵消管件內部液體壓力對支管頂部的影響,支管及圓角過渡區的應力應變狀態,使之處于壓應力狀態,將支管的頂部變平,   終成為傳力區。這三個力的共同作用使管坯得以在壓靜水壓力下成形。

碳鋼三通合模力的作用在于使兩個半凹模緊閉,在成形過程中保持型腔的準確尺寸,防止內部的液體高壓在管件的分模面上擠出飛邊。

②模具

(1)模具型腔的形狀尺寸及精度,特別是過渡區圓角半徑的大小,這些將直接決定管坯的變形和摩擦力的分布;

(2)模具的制造及裝配精度,在定量分析中往往為簡化問題而忽略那些不對稱及偏心部分的成形過程,這也正是造成理論分析和試驗結果間有較大偏差的重要原因之一。

(3)模具的表面質量,主要是指表面粗糙度,將地影響著摩擦系數的大小。

(4)模具的剛度和強度,直接影響著制件的幾何形狀和尺寸精度。

另外,由于采用液體為脹形介質,模具的精度還較大地影響著高壓液體的密封,決定著成形能否進行。因此,在技術經濟合理的情況下,模具加工精度應盡可能提高,剛度應盡可能大。

③擠壓沖頭
主要指液壓成形中左、右兩個擠壓沖頭應保持同步運動的精度。沖頭運動的同步性影響著變形的對稱性,對變形大小影響較為強烈。若沖頭運動不能保持同步,在過渡區域將產生較大的剪切變形,非常不利于大的變形。故應采用措施以同步運動精度。

④管材

國標三通主要包括材料的化學成分、金相組織和微觀結構、管材的各向異性等,這些因素都會嚴重影響著管材的塑性變形能力和成形性能。

⑤潤滑

碳鋼無縫三通摩擦力會導致應力應變場分布的不均和變形抗力的增大,工件表面擦傷等,故應采用合適的潤滑劑并保持良好的潤滑狀態,以便減小摩擦。
 

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