机械设计与制造：斜面冲头对橡胶胀形三通管件的成形效果影响研究
2022-11-04【作 者】邹钱生;刘斌
【引 言】
多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。目前，内高压胀形是生产多通管的主要形式，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长。而弹性体(聚氨酷橡膨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等优点。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[6,8,10]。为了提高三通管件的成形质量，人们提出了模糊算法、自适应控制技术甚至多目标优化求解，来解决多目标、多工艺参数优化问题[2-5]，但是实际实施的难度较大且成本较高。模具结构是影响三通管件成形质量的重要因素[4]。目前的研究，主要集中在凹模过渡圆角半径的大小和模具型腔曲面的形状对成形质量的影响方面，而对模具冲头的研究则相对较少。拟通过研究不同形式的模具冲头和位移控制轴向冲头和反压冲头折线进给来提高管件成形质量。
【结 论】
（1）建立三通管有限元模型。采用具有斜坡端面特征的模具冲头成形的三通管件，在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，三通管壁厚的变化规律是壁厚增厚薄率逐渐减小，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好。
（2）把整个胀形过程分为n个阶段，最终的加载路径由每个阶段的轴向冲头和反压冲头的最优匹配组成。通过折线加载路径成形的三通管件，壁厚最小壁厚减薄率控制在12%时，支管高度可达17.64mm，优于直线加载路线成形的三通管。
以下是正文：
