弯管横截面扁化工艺设计制造精度样品分析显微镜

弯管横截面扁化工艺设计制造精度样品分析显微镜

  通过试验与有限元模拟，研究了模具和管坯之间的滑动摩擦对弯管横截
面畸变的影响，发现降低芯棒、防皱块工作凹槽型面与管坯表面的摩擦，
增大弯模、压紧块工作凹槽与管坯表面的摩擦，可适当改善弯管横截面扁
化畸变程度。

  对汽车用管的弯曲成形过程进行了有限元模拟，得到弯管横截面形状变
化和壁厚变薄率与弯曲变形参数之间酌关系。研究表明，管材和防皱块凹
槽型面之间的间隙，是弯曲内凹侧起皱的主要影响因素，随着相对弯曲半
径减小，弯管横截面扁化畸变程度和弯管壁厚减薄率将会增大。因而，提
高弯模的设计制造精度，可相应地改善管材弯曲变形条件并提高弯曲质量
。
  芯轴弯曲是减轻和消除弯管横截面扁化畸变的有效工艺措施，但可能
会增大弯曲外凸侧管壁变薄程度。当将弯管横截面扁化畸变作为最主要的
弯曲成形缺陷关于芯棒的形状及其在管坯内的伸入距离等则是芯轴弯曲质
量的重要影响因素。

  根据薄壁管弯曲时实际起皱波形的几何特点，建立了描述薄壁管弯曲失
稳起皱波形的数学模型，基于小挠度弯曲理论、薄壳理论和最小能量原理
，建立了采用塑性变形能与起皱能比值来预测薄壁管数控弯曲中起皱的能
量准则，在此基础上分析了工艺参数对起皱的影响。研究结果表明，弯曲
半径、芯棒伸入量和摩擦因素是影响薄壁管数控弯曲时起皱的主要因素，
而材料的应力强度系数和加工速度等对起皱发生影响较小

  结合实验与数值模拟结果，分析了不同弯曲半径、芯棒和管坯的间隙、
芯棒伸入位置和有无防皱块等参数对起皱的影响。指出，随着弯曲半径、
芯棒直径、芯棒伸入量的增大，以及采用防皱块弯曲时，管材弯曲内凹侧
起皱的趋势将有所减小。

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