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声测管厂家对于产品弯曲变形问题的处理

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        管材塑性弯曲成形是指管材在多模具协同作用和严格配合下发生塑性变形,从而获得空间任意曲线形状制品的重要加工方法。由于管件具有中空结构的特点,能够满足轻量化、强韧化、低消耗等要求,在航空、航天、船舶、化工、汽车等高技术领域中得到了广泛应用。据统计,在新型导弹武器中,由于空间狭小,管材填充密度可达90%以上,因此对管材弯曲成形精度、装配精度以及使用性能等方面提出了更高的要求,使得管件的空间形状越来越复杂、加工难度也越来越大。在这些管路系统中,弯管是最为薄弱的部位,其成形质量的优劣直接影响整个管路的性能。管材塑性弯曲成形是集材料非线性、几何非线性和边界条件非线性于一体的弹塑性力学过程,影响因素多且各因素间交互作用明显,极易产生回弹、外侧壁厚变薄甚至破裂、内侧壁厚增大乃至起皱、横截面畸变等质量缺陷。近年来,随着国内航天工业发展的需要,一些企业虽然花大量资金引进数控弯管机,但在人员配备和加工技术上却远远落后于西方发达***,往往声测管厂家采用相同的管材和生产设备却生产不出相同精度的成品。这是因为已有的基础理论难以为实际加工提供有效指导,操作人员主要依靠试错法寻找可行的工艺参数组合,该方法经验性强、可继承性差,造成了时间和材料的巨大浪费,导致生产周期延长、经济效益下滑针对上述问题,国内外学者开展了理论、试验等方面的研究,但到目前尚未完全有效解决。

        为提高弯管成形质量,适应管材塑性弯曲加工现状等,解决管材生产中存在的问题,本书依托国防基础科研项目“工艺过程建模与仿真平台及数据库建立”,主要针对有色金属及合金的圆截面管材塑性冷弯成形机理和工艺参数优化技术展开研究。研究思路是:从管材的力学性能研究出发,基于金属塑性弯曲成形理论,深人研究材料参数、几何参数以及工艺参数对回弹、壁厚变化以及横截面畸变等成形质量的影响机理,建立成形质量的计算模型,同时建立包括工艺参数在内的全参数化管材弯曲有限元模型,分析显著性影响工艺参数,实现弯管的可预测制造,***基于试验、理论研究和数值模拟制定合理的工艺参数优化方案,提高弯管的成形质量和加工效率。管材塑性弯曲卸载后常见的质量缺陷有:回弹、横截面畸变、外侧管壁减薄甚至断裂、内侧管壁增厚甚至起皱等。弯曲过程中,在外壁不破裂和内壁不起皱的条件下,对弯管成形性的评价主要从两个方面进行:一是弯曲变形部分局部的形状尺寸精度,主要以外壁减薄率与横截面畸变率作为评价指标;二是管材弯曲成形后整体的形状尺寸精度,主要以弯曲变形后的回弹率作为评价指标。声测管厂家实际生产中,这些缺陷不一定同时发生,但会随着弯管半径、工艺参数等不同使得缺陷的发生方式和部位有所不同,因此应在弯曲加工前采取相应的措施加以防止。

        回弹直接影响弯管件的形状和尺寸精度,降低装配效率,并可能造成过大的残余应力,进而影响单个零件或整个机构的可靠性。由于影响回弹的因素很多,因此很难准确描述回弹规律,实际生产中通常采用退火处理、回弹补偿等措施弥补回弹引起的弯曲角度误差,但需要建立在大量实验的基础上,以免造成人力、物力和财力的大量浪费。为防止弯管内侧起皱应根据起皱位置采取相应措施,若是前切点起皱,应向前调整芯棒位置;若是后切点起皱,应加装防皱模,调整合理的倾角,还要调整压模的压力;若弯管内侧全起皱,除调整压模使压力适当外,还要检查芯轴直径,直径太小或磨损严重时需要及时更换。以上所述的质量缺陷将直接影响弯管零件的安全性、可靠性、耐久性以及外观质量,严重制约弯管技术的发展。大量实验表明,管材塑性弯曲成形质除受材料参数和几何参数的影响外,工艺参数对管材质量缺陷也有显著的响,而且它是弯管质量控制中最直接、最有效、最可控的因素。结合管材弯曲成形机理分析,应用有限元数值模拟技术研究工艺参数对管材弯曲成形质量的影响规律,对于制定合理的工艺参数优化方案,推动管材弯曲的数字化进程,具有重要的工程意义和实用价值。


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