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管材塑性加工

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  随着科学技术和工业生产的不断发展,在航空器制造、工程机械、动力机械、农牧机械、石油化工、轻工及交通运输等工业部门中,已广泛采用管材制造零件。因此,管材塑性加工在当代工业生产中占有十分重要的地位。
 
  管材塑性加工是以管材做毛坯,通过各种塑性加工手段,制造管材零件的加工技术,实际上,管材塑性加工是指对管材的二次加工,故属于管材深加工技术的范畴。
 
  根据管材零件的技术条件及不同使用要求,应选用相应的塑性加工方法。实际生产中,尽管管件的形状、尺寸及使用场合各不相同,但其基本加工工序是相同的,主要有切断、冲孔、弯曲、胀形、缩口(径)、扩口、翻边、卷边等。每一加工工序又可通过不同的塑性加工方法来实现。例如管材的弯曲加工,可分为绕弯、压弯、推弯、滚弯等方法。若按弯曲时加热与否,又可分为冷弯和热弯两类。再如胀形加工,按使用模具的结构特征,可分为刚性模与软模胀形两类,而软模胀形则根据传压介质的不同,又可分为橡胶胀形、PVC塑料胀形、石蜡胀形、液压胀形及气压胀形等方式。又如缩口加工,可分为冲压缩口、旋压缩口、冲击缩口及加热缩口等,而管壁冲孔又可分为有凹模冲孔、无凹模冲孔、橡胶模冲孔等。
 
  管材的塑性加工与板材塑性加工相比,虽然从变形性质、变形特点等方面看,有许多相似之处,但在工艺方法、需要解决的工艺难点、工装结构设计、工艺参数选择以及防止产品质量缺陷而采取的工艺措施等方面,都存在很大的不同。管材的空心截面是引起这些不同的原因。
 
  管材的塑性加工,往往易产生下述质量缺陷,特别是管材的弯曲加工时尤为明显。
 
  (1)壁厚变薄、破裂
 
  如弯曲变形区外侧壁及胀形变形区管壁,扩口及翻遍变形区的管壁,均会产生壁厚变薄。变薄量最大的部位在最大变形处,变薄过度时导致破裂。从变形力学的角度看,这是由于拉伸应力的作用而使变形区丧失了承载能力,因此属塑性拉伸失稳问题。该类质量缺陷均发生在伸长类成形工序中。
 
 
  (2)壁厚增厚、起皱
 
  如弯曲变形区内侧壁及缩口(径)变形区管壁,壁厚均有增加。若变形程度过大,则管壁丧失稳定,引起皱折。因此,失稳不只是在拉应力的作用下才会出现,在压应力的作用下,同样存在塑性失稳问题。此类质量缺陷均发生在压缩类成形工序中。
 
 
  (3)横断面形状畸变
 
  在管材的弯曲加工中,若不采取必要的措施(如在管内填充料或放置芯棒支撑等),弯曲后的横断面或大或小地都将发生畸变(近似为椭圆形)。又如利用模具对管材切断时,由于切刀对管壁的压力作用,也会使切断面产生压塌现象,变为非圆形。因此,为防止上述质量缺陷的产生,选用合理的工业方法及采取必要的工艺措施,是十分重要的。生产实践表明,消除或最大限度地减少质量缺陷,以满足管件的使用要求,是管材塑性加工的工艺关键。
 
  用于塑性加工的管材,按材质的不同可分为钢管和有色金属管两类。有色金属管包括铜和铜合金管、铝和铝合金管、镍和镍合金管等。生产中除常用钢、铜、铝管外,也较广泛地使用各种合金和其它金属管。根据管材的断面形状,可分为圆形管和异型管。圆形管的规格一般用外径*壁厚表示。异型管有椭圆管、三角形、梯形、矩形、正方、六方等各种复杂形状,其规格表示方法也各不相同。根据管材生产方法,可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等。根据管壁不同可分为厚壁管、薄壁管(壁厚小于2mm)以及外径不大于5mm的毛细管。
 
  管材分无缝钢管与有缝钢管两种。除大量用于气体和液体的输送管路外,又广泛用于制造机器零件和工程结构件。无缝钢管由整块金属轧制而成,断面上无接缝。其材质多种多样几乎涉及到了所用的钢种。有缝钢管又称焊接钢管,用钢带卷焊而成,有镀锌管(俗称白铁管)和不镀锌管(俗称黑铁管)两种。镀锌管常用作水管,可以防止生锈。不镀锌管用于管通低压和无压力的管道系统中。
 
  管材塑性加工质量,不仅与选用的加工方法及工艺参数等因素有关,而且受管材质量的直接影响。管材的化学成分和力学性能既要满足使用要求,还应使管材具有良好的加工工艺性。管材的工艺性能由工艺试验判定,如弯曲试验、扩口试验、卷边试验、压扁试验等,这些工艺试验必须按标准中规定的方法进行。
 
  管材塑性加工工艺和板材塑性加工工艺一样,为满足产品越来越高的使用要求,近年来无论在理论及试验研究方面,还是在新工艺研制等方面,都取得了较大进展。如“等径三通管复合胀形”、“管材局部镦厚接口”等工艺,都是在生产实践中发展起来的新工艺方法,具有良好的技术经济效益。高能成形是金属塑性加工中特殊成形方法,能完成管材的胀形、缩口(径)、扩口、冲孔等加工工序,在某些应用范围也都有一定的局限性,这就需要具体分析,灵活运用。
 
  厦门西文机械工贸有限公司下设有设备分厂和管加工分厂。设备分厂主要生产运动健身器材检测设备、管加工设备、压轴承机系列、自动焊接设备等设备产品;管加工分厂主要承接金属管件加工服务,特别是对特殊要求、大口径、高精度、高难度的铁管、不锈钢管、铜管、铝管等各类金属管件加工,如弯曲、胀型、缩口、端口成型、滚花等,加工设备性能优越,质量稳定,交货及时,技术水平及服务质量在同行业中具有良好信誉。
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