為了研究?jī)?nèi)高壓成形管件橫截面尺寸變化規(guī)律,獲得管件橫截面尺寸精度的調(diào)控方法,采用內(nèi)高壓成形實(shí)驗(yàn)研究了內(nèi)壓和合模力加載條件對(duì)低碳鋼變徑管直徑尺寸精度的影響規(guī)律。結(jié)果表明:隨著內(nèi)壓從60 MPa增加到210 MPa,變徑管直徑逐漸增加,卸壓出模后管件發(fā)生0.045%～0.075%的回彈,當(dāng)內(nèi)壓為150 MPa時(shí),獲得的管件直徑尺寸精度最高。隨著合模力增加,變徑管水平方向的直徑尺寸逐漸增大,豎直方向的直徑尺寸逐漸減小,橫截面不圓度增大,導(dǎo)致尺寸精度降低。因此,在內(nèi)高壓成形中,可通過增加模具尺寸或采用可變合模力加載以降低合模力對(duì)管件橫截面尺寸精度的影響,也可通過控制內(nèi)壓使模具彈性變形量恰好等于管件回彈量,從而使管件最終直徑尺寸等于設(shè)計(jì)值,以保證管件的橫截面尺寸精度。 

【文章來源】：材料科學(xué)與工藝. 2020年03期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同合模力下變徑管水平與豎直方向直徑尺寸

內(nèi)壓主要通過補(bǔ)償管件回彈以提高其截面尺寸精度,其調(diào)控方法如圖10所示。設(shè)模具型腔直徑為D0,內(nèi)壓p加載到設(shè)定值時(shí)管件的直徑為D,此時(shí)模具型腔的直徑也為D,且模具脹形量為ΔD′,因此D=D0+ΔD′。卸載內(nèi)壓并將管件從模具中取出后,管件的直徑為D3,管件回彈量為ΔD,因此,D3=D-ΔD。由此可以看出,最終管件的直徑為D3=D0+ΔD′-ΔD。當(dāng)ΔD′=ΔD,即成形過程中通過控制內(nèi)壓使模具的脹形量恰好等于管件的回彈量,則可使獲得的管件直徑尺寸剛好等于設(shè)計(jì)值(模具值)。此時(shí),管件截面尺寸精度最高。如圖6所示,當(dāng)內(nèi)壓為150 MPa時(shí),位移傳感器測(cè)量方位模具的脹形量剛好可以補(bǔ)償管件的回彈量,其直徑D2剛好等于設(shè)計(jì)值。此外,對(duì)于已加工好的成形模具,若其型腔尺寸與設(shè)計(jì)值或理想值D0存在一定偏差ΔD″,即型腔實(shí)際尺寸為D0-ΔD″,則最終管件的尺寸為D3=D0-ΔD″+ΔD′-ΔD。當(dāng)ΔD′=ΔD+ΔD″,即在成形過程中通過控制內(nèi)壓使模具的脹形量剛好可以補(bǔ)償模具的加工誤差與管件的回彈量時(shí),可得到尺寸精度最高的管件。這種方法具有對(duì)模具精度要求低的優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)材料為汽車用SAPH440低碳鋼管,其外徑為60 mm,名義壁厚為2.0 mm。沿管材軸向切取弧形試樣,然后在電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行單向拉伸試驗(yàn),得到的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖1所示。表1給出了管材軸向的力學(xué)性能參數(shù)。表1 SAPH440管材的軸向力學(xué)性能參數(shù)Table 1 Mechanical property parameters of SAPH440 tube along axial direction 屈服強(qiáng)度, σs/MPa 抗拉強(qiáng)度,σb/MPa 斷后伸長(zhǎng)率,δ/% 均勻伸長(zhǎng)率,δu/% 強(qiáng)度系數(shù), K/MPa 應(yīng)變硬化指數(shù), n 362 450 37.0 17.8 682.6 0.142

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]預(yù)彎對(duì)鋁合金管材內(nèi)高壓成形缺陷與尺寸精度的影響[J]. 蔡洋,王小松,苑世劍.  材料工程. 2017(09)
[2]內(nèi)高壓成形制備6063鋁合金異形管件的壁厚分布及尺寸精度[J]. 蔡洋,劉強(qiáng),王小松,苑世劍.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2015(09)

博士論文
[1]異形截面薄壁焊管內(nèi)高壓成形規(guī)律研究[D]. 謝文才.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018

碩士論文
[1]內(nèi)高壓模具應(yīng)力和變形規(guī)律有限元分析[D]. 劉恩仁.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2921808