【作 者】 張奧強(qiáng);楊晨

　　管狀零件的應(yīng)用范圍廣泛，其加工成形方式也種類繁多，究其本質(zhì)可大致分為兩大類型：整體塑性變形和單點(diǎn)塑性應(yīng)變累積變形。整體塑性變形主要包括沖壓成形、液壓脹形等方式；單點(diǎn)塑性應(yīng)變累積變形包括多點(diǎn)成形、管端翻邊成形、管壁翻邊成形、旋壓成形等加工工藝。單點(diǎn)塑性應(yīng)變累積變形采取化整為零的思想，通過多個(gè)平面變形的累積以達(dá)成最終形；這種加工方式適用于復(fù)雜曲面的成形，不必更換加工工具頭即可制造多種曲面，十分適合新產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)。漸進(jìn)成形是一種無(wú)模、塑性成形制造工藝，其引入了快速原型制造中的“分層制造思想[1]”，將零件沿高度方向切分為多層二維平面，將三維零件的加工轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)二維形狀的疊加，分層制造每個(gè)二維平面應(yīng)有的形狀。這種加工方式自面世以來(lái)，便引起了國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注和研究。漸進(jìn)成形發(fā)展至今，衍生出了單點(diǎn)漸進(jìn)成形[2]、兩點(diǎn)漸進(jìn)成形[3]、雙面漸進(jìn)成形[4]、混合漸進(jìn)成形[5]等多種形式，將該技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)漸進(jìn)成形加工中成形零件的表面質(zhì)量[6—9]、壁厚減薄率[10—12]、成形精度[13—15]等方面進(jìn)行了大量的研究，使?jié)u進(jìn)成形技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的效果得到了進(jìn)一步的提升。

　　當(dāng)前漸進(jìn)成形加工主要應(yīng)用于板件的加工成形，限制該方法在管件加工生產(chǎn)中應(yīng)用的主要因素之一是空間問題。在板件加工過程中對(duì)工具的大小沒有具體要求，然而對(duì)于擴(kuò)徑類型的管件加工生產(chǎn)而言，管件內(nèi)部空間的大小限制了加工工具的尺寸及其移動(dòng)空間。文中針對(duì)管件漸進(jìn)成形的加工工具進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并采用有限元分析軟件對(duì)其成形效果進(jìn)行了仿真，為漸進(jìn)成形這一技術(shù)在管件加工上的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。

　　【結(jié) 論】

　　1）該管件漸進(jìn)成形機(jī)可對(duì)長(zhǎng)度在 200 mm 之內(nèi)、內(nèi)徑為 60 mm 的管件進(jìn)行加工，通過對(duì)成形機(jī)關(guān)鍵零部件受力分析可知，在對(duì)壁厚為 1 mm 的管件進(jìn)行成形加工時(shí)，其中加工工具所采用的鉸接軸所承載的剪切應(yīng)力為 125 MPa，推桿所承載的最大擠壓應(yīng)力為70.7 MPa，經(jīng)查詢相關(guān)手冊(cè)，采用 45#鋼作為加工零件材料可滿足需求。

　　2）在管件加工過程中，加工工具頭在管件徑向位移最大為 13.5 mm，兩個(gè)加工工具在初始狀態(tài)時(shí)最外側(cè)距離 56 mm，工具頭完全伸出時(shí)最外側(cè)距離可達(dá)83 mm，故管件內(nèi)徑不超過 83 mm 時(shí)均可進(jìn)行一定程度的漸進(jìn)成形。

　　3）對(duì)管件成形進(jìn)行有限元分析可知，在管件擴(kuò)徑 20%時(shí)，管件的平均減薄率為 7.7%，壁厚最薄處減薄率為 10.4%。之后可采用多道次加工成形方式對(duì)管件進(jìn)行加工，可進(jìn)一步降低管件的減薄率。

　　以下是正文：