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某型号产品中的贮油缸筒体,该零件具有以下特点:
①体是由51mm×3mm钢管经旋压封口而成;②在简体壁多处局部由塑性胀形加工而成的向外凸包或扩径段,凸包或扩径段构成缸筒,局部外径尺寸公差为1T10或IT12。因此,该简体的胀形加工属超长径比厚壁钢管的精密胀形。
工艺分析
(1)该零件长度较大,成形部位分布在简体的不同部位,成形部位的位置尺寸又受到旋压封口的影响,如果在封口后胀形,将会造成局部胀形部位位置尺寸不准,而且模具设计困难。
(2)该零件成形部分的形状尺寸差别较大。既有整体成形,又有局部成形,而且,局部成形部分尺寸差别较大,如果一次成形出所有成形部分,必然会造成模具设计的困难和加工的困难,而且成功的把握性很小。
(3)该零件属超长径比厚壁钢管,所需成形力较大。在金属塑性加工中,该零件的成形适合胀形工艺。胀形工艺一般可分为刚性胀形与软凸模胀形刚性胀形适用胀形力较大,但模具结构复杂,且受模具结构与强度设计的限制,一般适用于零件长径比较小及相对料厚较溥的零件成形,而该零件长径比较大,属细长零件,若采用该方法,模具的强度和刚性都难以保证。软凸模胀形适合长径比较大的零件,其模具结枃较简单,但受软凸模材料性能的限制,一般只适用成形力较小的薄壁件的胀形加工。由于该简体材质为钢材,厚度较大,所需胀形力较大,所以采用软凸模胀形也无法达到该零件成形的需要,因此,该零件的成形具有较大的难度。
胀形工艺及模具结构
根据以上分析,要使该零件成形部分的位置准确,且不受封口部分的影响,那么零件的成形工艺应放在旋压封口之前进行,以成形的位置尺寸确定旋压尺寸,这样同时可避免成形力对旋压部分形状的影响.
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1 ．二级厚壁无缝钢管易呈现折叠。折叠是厚壁无缝钢管外表构成的各类折线，这种缺陷往往贯串整个产物的纵向。发生折叠的缘由是因为二级厂家追求率，压下量偏大，发生耳子，下一道轧制时就发生折叠，折叠的产物折弯后就会开裂，厚壁无缝钢管的强度大下降。
2 ．二级厚壁无缝钢管表面常常有麻面景象。麻面是因为轧槽磨损严峻惹起厚壁无缝钢管外表不规矩的凹凸不服的缺陷。因为二级厚壁无缝钢管厂家要追求利润，常常呈现轧槽轧制超标。
3 ．二级厚壁无缝钢管外表易发生结疤。缘由有两点：1 ．二级厚壁无缝钢管材质不平均，杂质多。 2 。二级材厂家导卫设备粗陋，轻易粘钢，这些杂质咬人轧辊后易发生结疤。 4 ．二级材外表易发生裂纹，缘由是它的坯料是土坯，土坯气孔多，土坯在冷却的进程中因为遭到热应力的效果，发生裂痕，经由轧制后就有裂纹。
5 ．二级厚壁无缝钢管轻易刮伤，缘由是二级材厂家设备粗陋，易发生毛刺，刮伤厚壁无缝钢管外表。深度刮伤降低厚壁无缝钢管的强度。
6 ，二级厚壁无缝钢管无金属光泽，呈淡赤色或相似生铁的颜色，缘由有两点二、它的坯料是土坯。 2 、二级材轧制的温度不规范，他们的钢温是经过目测的，如许无法按规则的奥氏体区域进行轧制，厚壁无缝钢管的功能天然就无法达标。
7 ．二级厚壁无缝钢管的横筋细而低，常常呈现充不满的景象，缘由是厂家为到达大的负公役，制品前几道的压下量偏大，铁型偏小，孔型充不满。
8 ．二级厚壁无缝钢管的横截面呈卵形，缘由是厂家为了节省资料，制品辊前二道的压下量偏大，这种螺纹钢的强度大大地下降，并且也不契合螺纹钢外形尺寸的规范。
张力减径工艺是在前后布，的一系列轧辊机架中对荒管进行连续轧制的过程．也是钢管生产中的 一道热变形工序。在这一过程中．采用适当的孔型系列．使荒管外径得以连续减缩，同时凭借机架系列中轧辊转速比例的调节．可以取得预定的璧厚变化。张力减径工艺具有轧制速度高、产品规格范1 大等优点，目的已得到广泛应用。在张力减径过程中．钢管周向变形不均匀．导致钢管内表面由圆形变为多边形，在轧制中厚壁钢管时．该现象尤为严， " ．。为了改善和钢管的内多边形缺陷．需要实时测张力减径过程中钢管各个部位的应力、应变及沮度等场盆，但在生产现场，侧 t 这些数据往往比较困难且费时费力．因此利用数值棋拟技术来掌握上述场 t 在张力减径过程中的变化是非常必要的。为了提高产品的壁厚精度．目前国内外许多学者已经利用有限元法针对钢管张力减径过程的壁厚变化规律进行了大证的研究工作，州．并取得了较大的进展。
导致钢管内表面由圆形变为多边形的因索主要有轧辊孔型、张力分布情况、荒管壁厚及轧制沮度等。本文采用革于 MSC . MARC 的有限元分析方法，建立了钢管张力减径过程的有限元热力藕合分析棋型．在其他参数相同的情况下．研究了不同壁厚钢管的张力减径过程．分析了钢管内多边形的形成机理．得到了荒管璧厚和张力系数对钢管内多边形程度的影响规律．可为提高产品的壁厚精度和形状精度提供理论指导。
l 设．主．价数及热力报合有限元板型的盆立
Ll 设备主要参数本文在建立张力减径有限元棋型时．设定的张力减径机组的机架个数为 20 ．轧辊的名义直径设定为 345mm ，相邻机架间的距离为 320mm ，荒管的外圆直径为 180 帕 m ．成品钢管直径为 79mm 。为了研究荒管璧厚及张力系数对钢管内多边形的影响规伸，在其他参数相同的悄况下．本文选取了 9 种不同壁厚的荒管及对应的张力系数进行有限元模拟．其具体数值如表 l 所示。
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