锻压机械：金属管件复合成形胀形系数的研究
2023-04-03【作 者】王同海;赵新海;赵国群
【引 言】
凸筋类管件是一种常用的工业基础件，在机械、化工、轻工等部门得到了广泛的应用。本文作者在文献[1,2]中提出了一种缩口—轴压—胀形复合成形工艺，分析了该工艺的模具结构和材料变形，并利用刚塑性有限元法对其成形过程及管件尺寸一定时成形过程中产生弯曲现象的原因及影响因素进行了分析。本文对该工艺进行了改进，把缩口、胀形和整形三个单一工序合并在一个工序中完成，即将图1a所示的经过缩口的预制管坯一次成形为图1b所示的形状。因而具有生产效率高、产品质量好等特点，已在生产中获得了良好的技术经济效益。
胀形系数K是表示胀形变形程度的参数，定义为K=dmax/do，其中dmax表示胀形后的最大直径，do表示胀形前的直径。胀形成形极限是指许可的胀形系数最大值，主要与材料的力学性能、料厚、模具结构参数、管坯尺寸及润滑条件有关。如果胀形系数过大，超过了材料允许的胀形成形极限，工件就会发生破裂。本文采用刚塑性有限元法，分两种情况对影响胀形系数的各种因素进行分析。
【结 论】
本文通过对缩口—轴压—胀形复合成形工艺胀形系数影响因素的有限元模拟分析，得出以下结论：
（1）管坯尺寸一定时，胀形系数的主要影响因素有缩口半锥角、摩擦因子、凹模圆角以及垫块的高度等。胀形系数随缩口半锥角和摩擦因子的增大而增大，随凹模圆角半径和垫块高度的增加而减少。
（2）其他条件不变而管坯尺寸变化时，胀形系数分别随高径比和高厚比的增加而增加。
（3）当管坯尺寸一定时，缩口半锥角、摩擦因子和凹模圆角对胀形系数的影响比较明显，如欲在管坯尺寸一定的情况下提高胀形系数，应从缩口半锥角、摩擦因子和凹模圆角等方面着手。
（4）管坯下端壁部金属的稳定性也是影响复合成形工艺胀形成形极限的一个重要因素。
以下是正文：
