管件無模漸進(jìn)成形技術(shù)研究.pdf

1、漸進(jìn)成形是一種具有高度靈活性的板料數(shù)字化柔性制造技術(shù)，因在快速、經(jīng)濟(jì)板成形方面擁有巨大潛力而在近年來備受關(guān)注。但迄今為止該技術(shù)在管類制件塑性成形中的應(yīng)用很少，其柔性制造的優(yōu)勢未能得到充分發(fā)揮。
　　本文首先根據(jù)典型管件的幾何與成形工藝特征，對漸進(jìn)成形管類零件進(jìn)行了歸納和分類；其次，選擇管端擴(kuò)（縮）口、管端翻卷、管壁翻孔和管壁壓槽幾種代表性的管件漸進(jìn)成形過程進(jìn)行理論與實(shí)驗(yàn)研究。針對不同成形工藝設(shè)計(jì)了相應(yīng)的工具頭和夾具，比較了不同材料

2、和尺寸管坯的成形特點(diǎn)，并利用有限元方法對成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了工藝參數(shù)對成形過程的影響，對不同成形工藝進(jìn)行了優(yōu)化。主要結(jié)論如下：
　?、倮脽o模漸進(jìn)成形方法進(jìn)行管端擴(kuò)口，只需改變工藝路線即可得到不同擴(kuò)口角度及高度的擴(kuò)口管件，加工過程極其靈活，管材的變形能力還可得到一定的提高。但相對于沖壓擴(kuò)口，漸進(jìn)擴(kuò)口的管壁表面有加工痕跡，加工效率較低，主要適合于小批量試制。
　　②管坯相對壁厚較大且管材塑性較好時(shí)，管端無模漸進(jìn)縮口成形

3、可以得到理想的制件，縮口管壁從底部到端部壁厚近似線性增加。當(dāng)管坯相對壁厚較小時(shí)，漸進(jìn)縮口過程中由于管壁回彈較大極易出現(xiàn)管壁起皺現(xiàn)象，導(dǎo)致成形失效。
　　③管端無模漸進(jìn)翻卷成形過程中的工藝參數(shù)需要嚴(yán)格控制，否則會(huì)出現(xiàn)包括截面畸形、端部開裂和管材失穩(wěn)等缺陷。工具頭成形區(qū)域的錐角?和過渡圓角半徑R對管端翻卷過程有重要影響。
　?、芾脽o模漸進(jìn)管壁翻孔成形方法，可以得到各種類型的支管件，且支管與母管過渡質(zhì)量良好。典型成形缺陷包括管壁

4、減薄、局部起皺、形狀畸變、開裂和端部不平整等。工具頭的錐面錐角?對支管與母管頂端過渡處是否發(fā)生起皺有直接影響。不同壁厚以及摩擦條件下是否起皺的臨界錐角?不同。支管可成形尺寸與母管外徑D、預(yù)制孔尺寸以及母管材料有關(guān)，推薦的支管成形高度范圍：h?0.28D，支管直徑范圍：d?0.9D。
　?、莨鼙跓o模漸進(jìn)壓槽成形時(shí)，管壁受壓部位的壁厚先增大后減小，材料對管壁壓槽截面的形狀影響很大。當(dāng)壓槽部位接近管端時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“端部效應(yīng)”。