本文興迪源機械帶來T型三通管壁厚分布規(guī)律、Y形三通管壁厚分布規(guī)律及典型點壁厚隨內(nèi)壓的變化規(guī)律等三通管內(nèi)高壓成型壁厚分布規(guī)律詳解。

　　一、T型三通管壁厚分布規(guī)律：

　　T形三通管厚度分布規(guī)律為：支管頂部區(qū)域減薄，主管大部分區(qū)域增厚，最薄點位于支管頂部中心，最厚點位于主管的送料端，左右壁厚分布規(guī)律相同，如圖4-8所示。該三通管內(nèi)高壓成形件的管材原始壁厚為2mm,材料為不銹鋼成形壓力為68.6MPa。

　　圖4-8T型三通管壁厚分布(mm)

　　該件的最薄點位于支管頂部中心處，厚度為1.56mm,最大減薄率為22%。

　　對稱面上的壁厚分布由下到上逐漸變薄，壁厚不變點大體位于支管與主管交界處。材料的力學(xué)性能對所成形三通管的壁厚有較大影響，材料的硬化指數(shù)n和厚向異性指數(shù)r越大，壁厚減薄和和壁厚差越小，成形件的壁厚越均勻。

　　T形三通管為左右對稱結(jié)構(gòu)，內(nèi)高壓成形時管兩端的補料量相同，所成形三通管左右兩側(cè)的壁厚分布也呈對稱。

　　二、Y形三通管壁厚分布規(guī)律：

　　Y形三通管由于上下左右均為非對稱結(jié)構(gòu)，因此壁厚分布規(guī)律比T形三通管復(fù)雜。

　　圖4-9所示為Y形三通管壁厚分布規(guī)律和壁厚不變線的位置，該Y形三通管的原始壁厚為2mm,材料為不銹鋼，支管角度為45°。

　　圖4-9Y形三通管壁厚分布規(guī)律

　　(a)壁厚分布(mm);(b)壁厚不變線。

　　成形后零件左右兩側(cè)過渡區(qū)圓角處增厚比較大，從過渡區(qū)圓角處到支管頂部，支管逐漸減薄。壁厚不變線為V形，位于支管中下部，減薄主要在支管上部區(qū)域，其余部位均增厚，支管頂部左側(cè)圓角附近最薄。

　　壁厚最大的點在左側(cè)過渡區(qū)圓角A點處，壁厚為3.2mm,增厚率為60%；壁厚最薄點在支管頂部C點處，壁厚為1.16mm,最大減薄率為38%。

　　為了進一步說明三個不同成形階段Y形三通管的壁厚變化情況，采用數(shù)值模擬對成形過程進行了分析，不同成形階段的壁厚分布如圖4-10所示。

　　圖4-10Y形三通管成形過程的壁厚變化規(guī)律

　　(a)成形初期(內(nèi)壓0.25σs)(b)成形中期(內(nèi)壓0.45σs)(e)整形(內(nèi)壓0.55σs)。

　　圖4-10(a)所示為成形初期(內(nèi)壓0.25σs)壁厚分布情況，此時，支管的頂部存在明顯的減薄，最小壁厚為1.81mm,減薄率為9.5%，主管端部送料區(qū)、左右側(cè)圓角過渡區(qū)的壁厚出現(xiàn)了不同程度的增厚，增厚最嚴(yán)重的主管左側(cè)端部壁厚最大值達到了2.42mm,增厚率達到了21%。

　　圖4-10(b)所示為成形中期(內(nèi)壓0.45σs)的壁厚分布情況，在此階段，管的軸向部分繼續(xù)增厚，支管頂部繼續(xù)減薄，壁厚增厚最嚴(yán)重部分仍為主管左側(cè)端部，最大值為2.6mm,增厚率為30%，支管頂部最薄點壁厚為1.40mm,最大減薄率為30%。

　　圖4-10(c)所示為整形后(內(nèi)壓0.55σs)所成形零件的壁厚分布，此時左側(cè)過渡區(qū)圓角處最大壁厚為3.67mm,最大增厚率為83.5%，右側(cè)過渡區(qū)圓角處壁厚為3.39mm,增厚率為69.5%，支管頂部壁厚最薄，壁厚值為1.34mm,最大減薄名為33%。

　　三、典型點壁厚隨內(nèi)壓的變化規(guī)律：

　　圖4-11所示為成形過程中左側(cè)過渡區(qū)A點、右側(cè)過渡區(qū)B點和支管頂部C點的壁厚隨內(nèi)壓的變化規(guī)律，A點、B點及C點位置如圖4-9(b)所示。

　　在成形的初期，左右過渡區(qū)圓角處A點和B點的增厚相對緩慢，內(nèi)壓為0.45σs時，左右側(cè)過渡區(qū)A點和B點的壁厚分別為2.43mm和2.48mm,增厚率分別為21.5%和24%；而成形中期，當(dāng)內(nèi)壓大于0.45σs時，這兩個區(qū)域的壁厚增加速度較快，成形后，最大增厚率達83.5%。

　　而支管頂部C點的壁厚變化情況恰恰相反，在成形的初期，當(dāng)內(nèi)壓值小于0.45σs時，由于中間沖頭尚未與支管頂部接觸或接觸面積較小，此階段，支管的自由脹形變形量較大，支管頂部壁厚減薄相對較快，最大減薄率為30%；而成形中期，中間沖頭與支管頂部完全接觸，其對支管頂部所施加的壓力有效地防止了支管頂部的過度減薄，最后成形時，支管頂部C點的最大減薄率為33%，成形中期階段支管高度增長了22mm,而壁厚此階段只減薄了3%。

　圖4-11典型點壁厚隨內(nèi)壓的變化規(guī)律

　　可見，成形初期，當(dāng)內(nèi)壓小于0.45σs時，中間沖頭尚未與支管接觸時，管件處于自由脹形狀態(tài)，此階段，左、右兩側(cè)過渡區(qū)圓角處的增厚相對緩慢，面支管頂部的減薄較快。在支管長高階段，當(dāng)內(nèi)壓大于0.45σs時，由于中間沖的反推作用，左、右兩側(cè)過渡區(qū)圓角處的增厚相對較快，而支管頂部的減薄較慢。

　　【興迪源內(nèi)高壓成形技術(shù)優(yōu)勢】

　　興迪源機械是以內(nèi)高壓成形技術(shù)為核心，以內(nèi)高壓成形機、內(nèi)高壓水脹成形機、內(nèi)高壓板材充液成形機、內(nèi)高壓三通機等設(shè)備為主導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家。公司建立有液力內(nèi)高壓成形機械工程技術(shù)研究開發(fā)中心，并與中國科學(xué)院金屬研究所、南京航空航天大學(xué)等院校開展長期的科研課題開發(fā)合作。

　　自2007年創(chuàng)立以來，興迪源機械一直致力于內(nèi)高壓成形的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。主營產(chǎn)品范圍從生產(chǎn)普通液壓設(shè)備，現(xiàn)今發(fā)展至生產(chǎn)、研發(fā)國內(nèi)頂尖流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備。

　　部分文段和圖片摘自：

　　《現(xiàn)代液壓成形技術(shù)》

　　作者：苑世劍

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