單側(cè)雙排四通管擠脹成形試驗(yàn)研究.pdf

1、管材內(nèi)高壓脹形技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其成形機(jī)理研究和制造工藝研究有了較大的進(jìn)展。與沖壓焊接的傳統(tǒng)工藝相比，管材使用內(nèi)壓脹形成形的產(chǎn)品具有比強(qiáng)度高、比剛度高、應(yīng)力集中更小、材料流動性更好、壁厚分布更均勻、成形極限更高等特點(diǎn)。
　　空調(diào)冷凝管屬于并排多支管，使用傳統(tǒng)焊接工藝加工時存在焊接曲面過渡不平滑、表面質(zhì)量較低、應(yīng)力集中較大、焊縫質(zhì)量不穩(wěn)定、冷凝管使用壽命不長等問題。利用內(nèi)壓脹形的方法成形空調(diào)冷凝管可改善上述缺點(diǎn)。單側(cè)雙排四通管屬

2、于并排多支管的一部分，研究單側(cè)雙排四通管的內(nèi)壓脹形規(guī)律對研究并排多支管的成形具有重要意義。本文從理論分析和試驗(yàn)研究的角度研究單側(cè)雙排四通管的擠脹成形，探究多種工藝參量對成形的影響規(guī)律，為探索成形出更高支管的工藝提供參考。
　　首先，對單側(cè)雙排四通管成形進(jìn)行力學(xué)分析。在忽略厚向應(yīng)力的前提下，描述單側(cè)雙排四通管的塑形條件，分析成形初始階段兩支管外側(cè)、內(nèi)側(cè)、成形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，分析成形中期兩支管外側(cè)、內(nèi)側(cè)、成形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，針對進(jìn)

3、行試驗(yàn)的管材所需內(nèi)壓力和進(jìn)給力進(jìn)行估算。
　　其次，為成形試驗(yàn)做準(zhǔn)備，搭建成形試驗(yàn)平臺。對比多種成形模具設(shè)計(jì)方案，選擇使用千斤項(xiàng)進(jìn)行軸向加載的方案，并對成形裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造。之后進(jìn)行進(jìn)給力測量與記錄平臺的搭建，選擇進(jìn)給力測量裝置，并進(jìn)行測量與記錄的實(shí)現(xiàn)。使用液壓油缸提供背壓力并設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)。
　　最后，進(jìn)行試驗(yàn)研究。介紹單側(cè)雙排四通管成形試驗(yàn)過程常見的缺陷，并分析缺陷成因。對比脹形介質(zhì)潤滑脂和工業(yè)橡皮泥，潤滑脂密封性差，成

4、形中間階段不易控制其量，工業(yè)橡皮泥則可以。分析單側(cè)雙排四通管成形時的金屬流動規(guī)律，靠近支管處周向應(yīng)力加大，材料流動曲線指向支管，靠近支管處流動曲線的曲率增大。經(jīng)測量，壁厚最厚處為主管靠近進(jìn)給沖頭凸臺端面處，最薄為支管頂端內(nèi)側(cè)圓角處。從試驗(yàn)的角度分析摩擦條件、熱處理溫度、管胚長度、背壓力、背壓沖頭預(yù)留量、加載路徑等工藝因素對成形的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，有潤滑時成形效果更好;熱處理溫度為450℃時管材成形極限更高;較短的管胚成形時支管成形極限