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锻压技术:管材胀形工艺分类及其变形力学特征

2023-03-15

【作 者】王同海;孙胜

管材胀形是在压力作用下使管材沿径向扩张的成形工艺,属于管材深加工技术的范畴。根据管件的形状要求,胀形既可完成管坯的局部扩张,也可完成管坯的整体扩张。管材胀形可以在通用机械压力机、液压机或专用胀形压力机及专用装置上完成,所获管件已广泛用于机械、电力、航空航天、交通运输、石油化工、轻工等工业部门中。

管材胀形的方法很多,若按生产中使用的模具分类,可分为刚性模胀形和软模胀形两类。采用刚性分块式凸模胀形时,称为刚性模胀形,它仅适用于形状及尺寸精度要求不高的轴对称胀形件的胀形加工。利用液体、气体或弹性体的压力代替刚性凸模的作用作为传压介质对管坯进行胀形时,则可统称为软模胀形。液体可用油、乳化液或水,弹性体通常用聚氨酷橡胶或天然橡胶。由于聚氯乙烯( PV C)塑料具有与聚氨酷橡胶类似的优点,近年来已作为传压介质,开始用于胀形工艺中。由于石蜡具有易于呈固体或液体的独特优点,且可回收重复使用,将其作为胀形传压介质,也已在生产中取得了良好的技术效果。因此,根据传压介质的不同,软模胀形又可分为液压胀形、气压胀形、橡胶胀形、石蜡胀形、PVC塑料胀形等。软模胀形与刚性模胀形相比,特别适用于各种形状复杂管件的胀形加工,具有明显的技术经济效益。

本文从变形力学的角度出发,根据胀形时的变形条件,对上述多种胀形方法进行分类,以方便对胀形成形机理的探讨,从理论上把握胀形工艺要素,达到合理选择工艺参数和模具结构尺寸参数及预防胀形缺陷、提高成形质量的目的。

【结束语】

管材胀形工艺在管件加工中的应用十分广泛,尤其是近年来国内外研究开发的胀形新工艺已开始成功地用于生产。本文从变形力学的角度出发,根据胀形时变形条件及力学模型的不同,将多种胀形方法归纳为三类胀形工艺,从而分别探讨各类胀形工艺的变形力学特征及其工艺影响因素,这对于认识胀形成形机理的力学本质,分析影响胀形的工艺要素及采取相应措施预防胀形缺陷,从而保证胀形成形质量均有重要意义。

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