【作 者】 夏衛(wèi)明;尋寶明;程玉

　　【前 言】

　　汽車(chē)車(chē)軸多采用鋼管制造，兩端需要進(jìn)行縮頸，再焊接半軸。制造重型車(chē)橋、車(chē)軸的材料一般為厚壁鋼管?？刹捎枚啻卫淇s頸或熱縮頸工藝。厚壁鋼管的縮頸成形工藝已經(jīng)較為成熟。目前薄壁鋼管縮徑成形方面的研究報(bào)道還較少，夏巨湛等人對(duì)薄壁鋼管縮徑成形過(guò)程進(jìn)行了理論分析和有限元模擬：劉超、王連東等研究汽車(chē)橋殼管坯推擠一拉拔復(fù)合縮徑成形工藝；楊鑫報(bào)道了高強(qiáng)鋼管縮徑旋壓成形性能及工藝，并進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

　　薄壁鋼管縮頸成形時(shí)容易出現(xiàn)失穩(wěn)，成形質(zhì)量的好壞有多種因素，主要有模具參數(shù)減徑量、潤(rùn)滑條件等。

　　薄壁鋼管的縮徑成形過(guò)程可分為剛性滑入、縮徑變形、反彎曲和擠壓四個(gè)階段?？偟目s徑變形比大于其極限變形比時(shí)，需要采取多次縮徑，且每次縮徑比應(yīng)小于極限縮徑比。

　　本文采用三維金屬成形分析軟件DEFORM分析研究并擬定了一種大直徑薄壁鋼管的縮徑成形工藝，并據(jù)此制定了雙頭三工位臥式擠壓機(jī)方案。

　　【結(jié) 論】

　　（1）根據(jù)上述的模擬可知，該鋼管Φ150mm x3.5mm縮徑至必80mm，需要采用三道熱擠壓工藝。

　?。?）第一道擠壓需采用感應(yīng)加熱，減徑約25mm，感應(yīng)加熱圈固定于擠壓模具前方，隨擠壓機(jī)滑塊擠壓運(yùn)動(dòng)對(duì)工件在模具入口部位進(jìn)行局部加熱，以提高未變形部分鋼管支撐力，避免產(chǎn)生堆疊。第一道擠壓成形力約400kN。

　?。?）第二道擠壓可利用第一道擠壓的余溫進(jìn)行擠壓成形，減徑約25mm，擠壓前需要將工件冷卻至約700℃。使得工件的溫度分布接近均勻，在第二道擠壓時(shí)喇叭口處的材料能產(chǎn)生足夠的支撐力來(lái)對(duì)抗成形力，第二道擠壓成形力約500kN。

　　（4）第三道擠壓可利用第二道擠壓的余溫進(jìn)行擠壓成形，減徑約20mm，達(dá)到最終的成形形狀和尺寸，第三道擠壓成形力約550kN。第三道擠壓如果溫度不夠可以將工件冷卻至室溫，采用第一道擠壓的移動(dòng)式感應(yīng)加熱方案，加熱溫度控制在700℃左右。接近喇叭口附近時(shí)需要提前停止加熱，防止產(chǎn)生材料折疊。

　?。?）根據(jù)本文給出的成形工藝方案，該工件的成形分三道擠壓，三道工序成形力均小于600kN。所設(shè)計(jì)的模具工藝參數(shù)均能將成形力較好控制在600kN以下，說(shuō)明所選擇的各道擠壓的縮徑量是適宜的。擠壓機(jī)可采用100t三工位臥式擠壓機(jī)。

　?。?）對(duì)本文所論述的一種大直徑薄壁鋼管的三道次縮徑成形進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)與有限模擬的結(jié)論很吻合，說(shuō)明本文所述的模具參數(shù)和縮徑工藝確實(shí)可行和可靠。

　　以下是正文：