熱推制45號(hào)鋼彎頭成形工藝的研究.pdf

1、近年來，隨著船舶和石化、燃?xì)獾刃袠I(yè)的發(fā)展，作為液體、氣體的輸送管道的彎管得到了廣泛的應(yīng)用。管材在彎曲時(shí)，由于管壁內(nèi)側(cè)和外側(cè)受力性質(zhì)的不同，導(dǎo)致管壁內(nèi)外側(cè)承載壓力不同。彎頭作為管道系統(tǒng)彎曲時(shí)主要的連接件之一，關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，因此彎頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分重要。提高彎頭的成形制造水平和生產(chǎn)率是管件生產(chǎn)企業(yè)加快關(guān)鍵技術(shù)改造步伐的主要內(nèi)容。
　　通過使用ABAQUS有限元仿真軟件的數(shù)值模擬，并結(jié)合試驗(yàn)驗(yàn)證的方法對(duì)彎頭的熱推制成形過程進(jìn)行

2、了系統(tǒng)的模擬，根據(jù)模擬結(jié)果提出最佳的成形工藝參數(shù)，并分析了這些工藝參數(shù)（如推制溫度、推制速度、摩擦系數(shù)）對(duì)成形過程的影響程度。
　　主要研究的內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)采用漸開線的變異作為芯棒擴(kuò)徑成形段的中軸線，其主要的設(shè)計(jì)思想是由無限大曲率半徑逐漸減小到整形段曲率半徑，這樣有利于擴(kuò)徑過程中金屬的流動(dòng)，使彎頭內(nèi)弧金屬材料能夠充分流向外弧，從而避免了傳統(tǒng)工藝變形時(shí)彎頭外側(cè)受拉減薄、內(nèi)側(cè)受壓增厚的壁厚不均勻現(xiàn)象，保證了外徑的圓

3、度和壁厚的均勻性。
　　(2)采用控制變量法對(duì)中軸線的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，選取最優(yōu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬。
　　(3)通過有限元模擬軟件Abaqus并結(jié)合正交試驗(yàn)法對(duì)不同工藝參數(shù)下彎頭的熱推制成形過程進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)果表明:推制溫度過高會(huì)導(dǎo)致管坯容易起皺，過低會(huì)導(dǎo)致開裂。在本文中，采取溫度為700℃，在合適的推制速度下管材是處于理想的彈塑性狀態(tài)的，彎頭的厚度基本保持不變;正交試驗(yàn)中，溫度分布均勻，推制速度不影響溫度場(chǎng)的分布。推制速度較慢

4、時(shí)，能夠?yàn)榻饘俚牧鲃?dòng)提供充分的時(shí)間，提高了壁厚的均勻性;但在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，推制速度過慢又會(huì)增加生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)效率，因此需要同時(shí)考慮兩者之間的關(guān)系，既要保證生產(chǎn)效率，也要提高彎頭的成形質(zhì)量，以此為標(biāo)準(zhǔn)來選擇適宜的推制速度;管坯和芯棒之間的摩擦系數(shù)和實(shí)際的工作環(huán)境有關(guān)，摩擦系數(shù)的增大，使得管壁內(nèi)側(cè)金屬和芯棒之間的摩擦力變大，管壁內(nèi)側(cè)變厚;摩擦力的增大也能約束金屬的流動(dòng)，在一定程度上保證了壁厚的均勻性。
　　(4)在推制機(jī)上進(jìn)行