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华侨大学学报:模具结构参数对橡胶介质胀形三通管的影响

2022-08-02

【作 者】邹钱生;刘斌

【引 言】

三通管在工业上的用途极为广泛,是各种中高压管路中不可或缺的基础元件之一,在石油、化工、天然气、矿粉输送、核电工程的管路系统等方面有着广泛的应用.内高压胀形是生产三通管的主要形式,按使用模具的不同,可以分为刚性模胀形、液压胀形、塑性体胀形和弹性体胀形[1].刚性模胀形工艺,其模具结构复杂,不便于加工复杂零件;液压胀形工艺,其工艺循环周期长、密封条件要求苛刻;塑性体胀形工艺复杂且周期民;而弹性体(聚氨酷橡胶)胀形工艺具有生产成本低、生产效率高、成形精度高且质量好.内高压胀形三通管是管坯在内压、轴向补料、径向反压和模具约束共同作用下,依靠材料的塑性性能成形的[2-7].为提高三通管件的成形质量,提出模糊算法、遗传算法、自适应控制技术来解决工艺参数优化问题[8-10],但实施的难度较大且成本较高.在以聚氨酷橡胶为胀形介质的复合胀形三通管的工艺中,模具结构参数是影响三通管件成形质量的重要因素.模具结构是影响三通管件成形质量的重要因素[11].目前的研究主要集中在凹模过渡圆角半径的大小,以及模具型腔曲面的形状对成形质量方面的影响,对模具冲头和橡胶凸模的研究则相对较少.本文拟通过研究不同形式的模具冲头和橡胶棒端面,提高管件成形质量.

【结 论】

1)建立橡胶介质复合胀形三通管的有限元模型.采用具有斜坡端面特征的模具冲头成形的三通管件,支管高度及壁厚均匀性方面都优于普通冲头的成形的三通管件.随着冲头斜度增大,三通管壁厚的增厚率减小,壁厚减薄率先减小后增加,在10º时壁厚减薄最小.因此,冲头斜度α=10º时,三通管的成形质量最佳.

2)斜端面橡胶在三通管成形质量方面优于垂直端面的橡胶.由分析结果可以得到:三通管支管高度随橡胶斜度β的增加先增加,然后再减小.从结果中可以看出:冲头斜面和橡胶斜面同为8º,壁厚减薄率控制在11%,则成形支管高度最高为16. 37 mm.

以下是正文:

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