中科院科普问答——为你揭开内高压成形的奥秘(其五)

2017-09-15 Author:兴迪源机械 分类:内高压成形

NO.1

问:什么叫整形压力,它的计算公式是什么?

答:在内高压成形后期,工件大部分已成形,这时需要更高的压力成形截面过渡圆角并保证尺寸精度,这一阶段称为整形,由于整形是内高压成形的最后阶段,因此整形压力也称为成形压力。整形阶段无轴向进给,整形所需压力可用下式估算 pc=tσs/rc,其中rc为工件截面最小过渡圆角半径,t为过渡圆角处的平均厚度,σs为整形是材料的流动应力。对于硬化材料,整形压力需要根据应变硬化公式求得。(科普自兴迪源机械官网)

 

NO.2

问:整形压力和过渡圆角有什么关系?

答:整形压力会随着圆角半径减小而增加,也就是说,圆角半径越小,成形压力越高,需要的合模压力机吨位越大。因此,从设计角度,在满足使用要求的情况下,过渡圆角半径应该尽量大,一般的,圆角半径约为4到10倍的壁厚,整形压力约为材料屈服强度的1/4 ~ 1/10。此科普来源于兴迪源机械官网。

 

NO.3

问:轴向进给力由哪几部分组成?

答:轴向进给力Fa由三部分构成:冲头上的高压液体反力Fp、摩擦力Fμ以及能保持管材塑形变形所需的力Ft。它是选择水平缸能力的主要工艺参数。在三部分中,液体反力占绝大部分,其次是管材和模具之间的摩擦力,最小的是保持管材塑性变形所需的力。(答案来自兴迪源机械官网)

 

NO.4

问:什么叫合模力,它的计算公式是什么?

答:合模力Fc是在成形过程中使模具闭合不产生缝隙所需要的力,计算合模力主要是为了确定合模压力机能力,合模力计算公式为 Fc=Appcx10-3,Pc为整形力,Ap为工件在水平面上的投影面积,对于轴向为曲线的零件,投影面积为宽度与轴线在水平面上投长度之积。(答案摘自兴迪源官网)

 

NO.5

问:什么叫轴向起皱临界应力,它的计算公式是什么?

答:无内作用时管材在轴向载荷作用下发生起皱的临界应力σer,可以用下式估算σer=Ett/1.65d,d为管材直径,t为管材壁厚,Et为塑性模量,简单估算Et=E/100,E为弹性模量。(此知识来源于兴迪源官网)

 

NO.6

问:内高压成形时为什么要轴向补料?

答:用内高压成形技术制造变径管的一个主要特点是通过轴向补料可以减少成行区的壁厚减薄和提高膨胀率,因此补料量是确定水平缸行程的一个重要参数。(以上知识来自兴迪源机械官网)

 

NO.7

问:什么叫理想补料量,它与实际补料量相比的差别?

答:理想补料量是指假设成形前后管材壁厚不变,根据体积不变条件,由成形后共建表面积等于初始管材表面积的条件,求出此理想状态下的补料量。在实际工艺中,由于摩擦和加载路径的影响,理想状态下的补料量不能完全送到成形区,成形区壁厚要发生减薄,因此实际补料量要小于理想补料量,一般为理想补料量的60% ~ 80%。(来源:兴迪源机械官网)

 

NO.8

问:内高压成形技术的主要缺陷形式有哪几种,原因是什么?

答:变径管内高压成形是在内压和轴向进给联合作用下的复杂成形过程,如果内压过高,则会减薄过度甚至开裂,如果轴向进给过大,会引起屈曲或起皱。(摘自兴迪源机械官网)

 

NO.9

问:什么叫屈曲,原因是什么?

答:屈曲是当管材成形区长度过长,在成形初期还没有在管材内建立起足够的内压时,施加了过大的轴向力造成的。这种缺陷可以通过选择合理管材长度,增加预成形工序和控制工艺参数加以解决。摘自兴迪源官网。

 

NO.Ⅹ

问:什么是起皱,原因是什么?

答:当轴向力过大时,会在管件上产生皱纹,在成形初期产生的皱纹数量、位置和形状与管材几何尺寸和加载条件有关。皱纹可以分为两类,一类是后期加压整形无法展平,这类皱纹称为死皱,它是一种缺陷,可以通过调节加载路径防止这类皱纹产生,但是工艺复杂;另一类皱纹通过后期加压可以展平,称为有益皱纹,这类皱纹不仅不是缺陷,而且可以作为预成形的一种手段,在成形初期将管材推出皱纹以补充材料,但前提条件是后续整形压力可以将皱纹展开。(摘自兴迪源官网)