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钛三通运用液压挤胀成形的工艺分析

编辑:潍坊创一新材料科技有限公司时间:2021-04-24

  液压挤胀成形复合工艺是在胀形基础上,同时于管坯两头上再施加了轴向压缩力,使得管坯同时产生了既有压缩,又有着拉伸的复合变形,这种方法对钛三通管的成形是一种行之有益的途径。该产品的液压挤胀成形工艺分析如下:

  在常用的三通管件中,其支管长度h较高。为了要获得支管长度较高的三通管,如采用简单的纯胀形方法,则必然会使管坯破裂,因为纯胀形的应力应变状态只会使管壁变薄甚至开裂而得不到高的支管。通过实验发现,管坯金属需在合适的偏应力状态和超高静水压力共同作用下变形,才能获得较高的支管。

  液压挤胀成形三通管的原理为:将管坯放入由左、右凹模组成的型腔内,使上凸模伸入型腔并碰到管坯端部,然后由固定的下凸模的中心孔引进高压液体,管坯在高压液体和轴向挤压力Q1的共同作用下,才能胀出支管所需的长度。为了防止管坯的破裂,还需加设一个平衡凸模3的平衡力Q2来支撑支管的剧烈变形。

  根据塑性变形力学特点分析,钛三通管的挤胀成形过程可分为如下3个阶段∶

  (1)自由胀形阶段。从管坯发生塑性变形直到凸模碰到主管端部。在此阶段,管坯金属只受到液体介质产生的压力作用,主要是管坯部分地填充了坯料和凹模型腔的间隙,同时在主管和支管的交汇区域产生凸起。此时管坯的最大变形量是由金属容许的管壁变薄量和自由状态下管坯能承受的压缩量所决定。

  (2)不稳定的液压挤胀变形阶段。管坯在本阶段变形时,同时受到轴向挤压力Q1和管坯胀形内压力q的作用,处于十分复杂的应力状态。整个上、下凸模1、4所受到的作用力为∶F=Q1+Q3。

  (3)稳定的液压挤胀变形阶段,即从支管端部金属接触到平衡凸模直到胀形结束。过渡区胀出的凸起,其顶部在平衡力作用下变为平面,形成钛三通支管的端盖,金属在超高的静水压力和合适的偏应力状态下稳定地变形,支管的高度随上、下轴向凸模的挤胀行程成倍增加。