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应用案例

异型管生产技术

时间:2025-11-17 作者: 乐鱼最新首页登录下载安装
内容介绍

  μ值选择是否合理直接影响拉伸后异形管角部处半径的大小,对产品质量有着直接的影响,若μ太大,则成品管平面部分有可能会出现凹陷,μ太小,角部半径充不满,只有将μ控制在一个适当范围才能生产出合格的产品。举例:拔制方形管,设方形管边长为A,壁厚为S,则芯头边长为:a=A-2S

  •在定径带入口平面上,锥方形弧边的宽度等于A,弧边的凸起高度为Δ,与定径带的相贯线mm。

  拔制异形管时金属质点的运动主要是横向移动,纵向移动却很小.金属产生径向移动是靠模壁给予的径向压力实现的。径向压力由拔制力产生。金属在径向压力

  ①产品断面周长大、壁厚小时周边系数取低些,反之,则取高些,因为前者更易失稳。

  ③管断面的形状。为了能够更好的保证成形,当成品管的周边长度和壁厚相同而断面形状不同时,周边系数也应取不同的值。例如:周长与壁厚相同的方管与矩形管,由于矩形管径向变形大,周向压缩也较大,故在拔制时,其周边系数值应比方管取得大些,矩形管的宽高比越大,则周边系数也相应的增大。

  一般取α=12~13°,在拔制矩形管时,由于长边上的减径量大,则α=15~20°圆弧一端与定径带相切,另一端通过入口平面上弧方孔弧边的中点,则圆弧半径的公式:

  ③在定径带入口平面上入口锥(称为过渡区,它属定径带的一部分)弧方形弧边的曲率半径为R2

  为了便于使芯头进入模孔定径带,芯头前端倒角2×45°,角部倒角3~5×45°,l1比定径带长1~2mm,r=型管壁厚,β=0~5°。

  辊模的孔型设计:由于没定径带变得简单得多,只是单一圆弧构成变形区,变形区长度只决定于辊子的直径和产品形状。

  压应力,平面部分是轴向拉应力,在变形很不均匀的情况下,则平面部分就会产生裂纹。造成这种各部位延伸不均的原因是:圆管料的弧形表面弯成平面,平面部分内表面金属要流向角部,而角部处外表面金属要流向平面部分,由于前者要大得多,故造成角部延伸大。

  ②任一道次周边各组成部分的边长压缩系数基本相等,一般各道采用较大的圆角半径过渡以简化设计。③一定要保证芯棒顺利伸入管的内孔,若第一道空拔,第二道带芯棒拔制,则第一道拔后断面的内孔应比第二道芯棒大一定的间隙量,或直接根据芯棒尺寸设计第一道拔后的断面。

  压扁阶段:圆管在模壁压力作用下首先变形,即管壁产生塑性弯曲变形,圆管被压扁。此阶段的变形特点是:

  来料管仅改变断面形状,而无周边压缩变形和轴向延伸,壁厚基本不变。延伸阶段:随来料管压扁变形增加,管壁与模壁的接触面积增大,模壁对管壁的支撑作用增加,压扁变形随之困难,切向压缩应力相应增加。当达到屈服极限时,伴随着压扁变形的同时来料管周边出现压缩变形,产生轴向延伸,壁厚增加,并随压缩过程逐渐加大。定型阶段:图中断面至出口部分,相当于圆管拔制的定径带。其作用是稳定异形断面。

  ②芯棒拔制:带芯棒拔制增加了对管壁的支撑作用,提高了拔制稳定性,同时也提高了对变形规格的适应能力。这种方法常用来拔制复杂断面异形管。优化方法依据形状复杂程度,选用滚模或固定模拔制。

  品种规格繁多,不一一例举。必须指出,在多道次成型的情况下,各道管断面形状的设计一定要遵循下面两条原则:①尽量把管壁的弯曲变形集中在第一道,以后的道次仅起整形和局部加工的作用。②对存在多处负曲率的复杂断面管,由于稳定性差,应采用分阶段成型法,暂时不成型的周边应尽可能保持正曲率。

  ①管壁的最终曲率:如果为正曲率则其稳定性最佳。例如:椭圆断面异形管全由正曲率构成,较为稳定;具有直线边的异形管的稳定性次之;具有负曲率的复杂断面异形管稳定性最差,必须增加支承点,即采用带芯棒拔制法,增加道次,严控变形规格的尺寸才能成型②模孔的入口锥角(模角):模角太大将引起缩径现象,缩径后来料管就会脱离了模孔的支承,因而更加易产生失稳,所以模角一般小于13°③壁厚压缩问题:对于用固定模拔制复杂断面异形管或宽高比较大的异形管,且角部圆弧半径小于1.5S的

  •于四辊辊模作用于水平面上的力不应超过相邻面允许的负对荷极限值,根据力平衡条件可以求出切向和径向应力,并依塑性条件最终确定出圆弧半径R和挠度值h的关系式:

  外模的模孔一般为锥形模。一般取定径带长a=5~10mm,入口锥角度α=10-13°,最大不超过20°。

  由于在等壁管成型的过程中失稳往往只发生在局部位置,芯头只要在这些位置予以支撑,就能保证稳定变形,

  因此芯头的断面不一定必须与异形管内形状一致。但对简单断面,芯头断面必须与型管内孔一致。以保证芯棒在模孔内位置稳定。如:

  圆管进入变形区首先同上下辊在A、B点接触,这时在集中力的作用下产生压扁变形。压扁变形是在高度方向管径减小,而在宽度方向上管径增加,金属断面积不发生明显的变化,因而属于纯弯曲变形。随着金属进入变形区程度的增加,金属与上下辊的接触宽度逐渐增加,直至与左右辊在C、D两点接触。这时为两对辊同时对管子压扁弯曲,使之成角。当角部接近充满时变形阻力明显地增加,因此要伴随着延伸变形才能充满圆角。周边压缩系数愈大,则角部充满愈好。

  等壁异形管生产的基本工艺拟定的主要参数包括选择成型方法、确定道次、选择变形规格(圆管坯的尺寸)、周边压缩系数以及各道次的断面形状。

  其中:定径带为一方柱体,长度为a=10~15mm,有色金属a=5~10mm,出口锥为一方锥体,出口角γ=30~45°.

  入口锥的设计:入口锥是由四个相同的二次曲面组成的喇叭口,二次曲面与定径带方柱体的表面相交形成过渡区,其长度为q。设方形的边长为A,变形规格的外径为D0,则各部分的尺寸设计如下:①入口平面:入口平面由四个圆弧组成的弧方形,取弧方形的最大高度为A′,A′= D0。但为增加接触点,A′应取略小于D0。弧方形的弧边曲率半径R1为了使弧边稳定地过渡到直边,一般取近似的等于D0,。设成品管的角部圆弧半径为r,则弧方角部的圆弧半径r1 =(1~2)r。

  由受力情况可知:作用于圆管的径向应力q达到某一值时,管壁将发生塑性弯曲,即断面形状丧失稳定性(失稳),管壁产生周期性弯曲,而开始失稳的载荷强度为临界应力qk,可按下式确定:

  异形管:凡断面不是圆形的管材,或虽是圆形但沿长度方向直径或壁厚发生明显的变化的管材,统称为异形管。

  在衬拉时,μ值不应小于上式计算值,否则芯头进入管坯困难,甚至不可能,但μ也不能太大,否则管坯在孔型入口处就已充满,并使平面部位起绉,这样芯棒不能进入定径带,而拔成废品。μ取值可参照P25表6和图18.有色金属异型管适当可取大些,各种异型管的周长计算可参照P26~27,若已知μ,则可确定来料直径D0=μL1/π。

  简单断面管,必须增加内支承点,即采用带芯棒拔制法才能稳定地成型。在带芯棒拔制时,必须给以一定的减壁量,作用有二:①如果不给以一定的减壁量,当在管壁与芯棒接触之前已出现管壁失稳,由于来料管的弹性恢复,失稳情况不可能得到完全纠正;②消除由于在延伸阶段引起的不均匀增厚。一般取减壁量为0.05~0.3mm

  辊式模拉伸是指在由辊子组成的孔型中进行拔制,它与固定模拔制的不同点在于被拔管子与辊子之间是滚动摩擦,而固定模与管子之间是滑动摩擦;固定模模孔为一完全封闭孔型,而辊模的孔型有辊缝存在,为非完全封闭孔型。辊模更适宜于拔制带棱角的异型管,常用在二辊、三辊和四辊式的。