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          新聞資訊

          中科院科普問答——為你揭開內高壓成形的奧秘(其六)

          2017-09-18
          摘要:NO.1 問:管件開裂的原因是什么? 答:當管件的膨脹率過大時,內壓過高造成管壁減薄過大,它取決于管壁厚度,材料力學性能和加載條件,當減薄到一定程度時管件即發生開裂。為了避免開裂,必須保證管壁在發生頸縮前貼靠模具。對于膨脹率較大的零件,采用中間預成形坯或者退火是避免開裂的主要方法。答案來自興迪源機械 […]

          NO.1

          問:管件開裂的原因是什么?

          答:當管件的膨脹率過大時,內壓過高造成管壁減薄過大,它取決于管壁厚度,材料力學性能和加載條件,當減薄到一定程度時管件即發生開裂。為了避免開裂,必須保證管壁在發生頸縮前貼靠模具。對于膨脹率較大的零件,采用中間預成形坯或者退火是避免開裂的主要方法。答案來自興迪源機械官網。

           

          NO.2

          問:什么叫成形區間,它有什么意義?

          答:成形區間是指管材既不起皺又不破裂的軸向應力和內壓之間匹配的區間,它的橫坐標是內壓,縱坐標是軸向應力,通過該圖可以確定起皺的臨界軸向壓力和開裂壓力。成形區間是由三條線圍城的區域。該圖中左下角區域為彈性區,上方為起皺區,右側為開裂區。只有在中間的成形區,即內壓和軸向應力的匹配關系在這個區間內,才能確保管材發生塑性變形,并且既不破裂也不起皺。來自興迪源機械官網的科普。

           

          NO.3

          問:什么叫加載曲線?

          答:在實際工藝控制過程中,由于摩擦等因素影響,很難準確控制軸向力,因此在生產中通??刂苾葔汉洼S向進給或者軸向補料量之間的關系,這種關系被稱為加載曲線或加載路徑,確定加載曲線的關鍵問題是如何確定內壓的上下限,通常的辦法是先通過數值模擬獲得初步的加載曲線,然后再通過工藝試驗確定正式的曲線,在成形區間內任何加載路徑都可以獲得合格的零件,但是加載曲線不同,獲得零件的壁厚減薄程度不同,靠近上限時壁厚減薄大,靠近下限時則變小。此知識來源于興迪源機械文章。

           

          NO.4

          問:什么叫極限膨脹率?

          答:膨脹率是指零件某一個截面周長相對于管材初始周長的變化率,用百分數表示。極限膨脹率是指在沒有預成形的情況下,從管材初始圓截面一次能成形的最大膨脹率,它是標志變徑管內高壓成形技術水平的一個重要指標。(科普源自興迪源機械官網)影響極限膨脹率的主要因素有管材力學性能(包括延伸率、硬化指數、厚向異性指數r),零件形狀、成形區長度和加載曲線。此外壁厚和最大截面部位對極限膨脹率也有一定影響。

           

          NO.5

          問:有益皺紋的作用過程是怎樣的?

          答:利用有益皺紋的內高壓成形過程主要步驟如下:首先在管材內施加一定數值內壓作為支撐,然后沖頭向內推進一段距離,使管材形成帶皺紋的預成形坯,然后加壓將皺紋展平貼靠模具型腔成形為工件。在這個過程中,通過起皺的方式可以將成形所需補料量預先聚集在成形區,關鍵是控制皺紋的數量,只要皺紋的數目合理,可以保證成形后壁厚基本不變,或將減薄控制在要求范圍內。來自興迪源機械的文章。

           

          NO.6

          問:什么是壁厚減???

          答:內高壓成形件壁厚的分布規律是成形區壁厚減薄,送料區壁厚增加,減薄率是指管材初始壁厚減去變形后某點壁厚與初始壁厚的比值,數值為正表示減薄,數值為負表示增厚。答案摘自興迪源機械官網文章。

           

          NO.7

          問:對成形區最大減薄率的影響因素有哪些?

          答:對成形區最大減薄量的主要影響因素有零件形狀、膨脹率、成形區長度、加載曲線和材料力學性能(n值和r值)。在同樣條件下,n和r越大,最大減薄率越小,成形壁厚分布越均勻;成形區長度同樣時,膨脹率越大,減薄率越大;膨脹率相同時,成形區長度越大,減薄率越大。在零件形狀和材料一定的條件下,減少壁厚減薄最有效的措施是控制加載曲線和減少送料區摩擦,向成形區多補料。科普源自興迪源機械官網。

           

          NO.8

          問:什么叫厚度分界圓?

          答:內高壓成形件壁厚分布趨勢是成形區壁厚減薄和送料區壁厚增加,那么送料區與成形區之間必然存在一個壁厚不變的截面,對于圓截面工件,壁厚不變的這個截面稱為厚度分界圓??破兆耘d迪源機械官網。

           

          NO.9

          問:厚度分界圓與管材參數有什么聯系?

          答:當送料區相對長度增加時,厚度分界圓與管端的相對距離減小,壁厚不變點向管端移動,壁厚減薄區域增大;當管材相對壁厚增加時,厚度分界圓與管端的相對距離增大,壁厚不變點向成形區移動,壁厚減薄區域減小,因此厚壁管內高壓成形時壁厚分布較容易控制,而薄壁管則較為困難。知識來源是興迪源機械官網。

           

          NO.Ⅹ

          問:工藝參數對厚度分界圓的影響?

          答:工藝參數如摩擦系數,管端軸向應力與內壓之比對厚度分界圓相對位置的影響如下:摩擦系數越大,越難以將管端材料送入膨脹區,導致厚度分界圓與管段的相對距離減少,壁厚不變點向管端移動,成形區壁厚減薄區域增大。在摩擦系數相同的情況下,管段軸向應力與內壓之比越小,厚度分界圓與管端的相對距離也就越小,壁厚不變點也會向管端移動,也會引起減薄區域的增加。因此為了縮小減薄區域,應適當增加軸向應力與內壓之比,盡量減少摩擦系數。答案來自于興迪源官網。

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