等壁厚螺旋管增量鍛造成形工藝及其機(jī)理研究.pdf

1、隨著石油、化工等工業(yè)快速發(fā)展，高效容積式螺桿泵作為一種新興的人工舉升方式，有著廣闊的發(fā)展前景。作為螺桿泵的重要零件之一，等壁厚螺旋管的成形精度十分重要，但目前對(duì)于等壁厚螺旋管的成形研究甚少，加之在已有的成形工藝方法中，成形機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)普遍復(fù)雜，設(shè)備及安裝成本高，經(jīng)濟(jì)效益不夠好，所以對(duì)于等壁厚螺旋管新成形工藝方案的研究十分必要。本文提出了一種增量鍛造成形的工藝方案來(lái)成形等壁厚螺旋管。
　　本文采用兩塊模具來(lái)成形等壁厚螺旋管，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單

2、，大大節(jié)約了設(shè)備成本。首先，對(duì)等壁厚螺旋管的幾何形狀進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)學(xué)分析，計(jì)算了當(dāng)使用兩塊模具成形時(shí)單塊模具的最大中心角度并對(duì)模具型腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行封閉設(shè)計(jì)，避免了模具與坯料在脫模過(guò)程中發(fā)生干涉，使成形過(guò)程得以順利進(jìn)行。本文還設(shè)計(jì)了四因素四水平考慮交互作用的正交試驗(yàn)方案，基于有限元模擬方法來(lái)進(jìn)一步研究成形工藝參數(shù)對(duì)等壁厚螺旋管鍛后軸向收縮的影響。
　　計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)單塊模具有效成形區(qū)域中心角小于或等于140.7度時(shí)，模具與坯料不會(huì)發(fā)生

3、干涉，成形后的螺旋管可順利脫模。在成形過(guò)程中，模具預(yù)鍛部分與終鍛部分的臨界截面附近，管坯的變形最為劇烈。模具開(kāi)模后，已成形部分的螺旋管在軸向上的拉應(yīng)力釋放區(qū)域大于壓應(yīng)力，造成螺旋管最終在軸向有一定的收縮。
　　正交試驗(yàn)結(jié)果表明，坯料厚度t，模具導(dǎo)程p，模具預(yù)終鍛比值q，單次送進(jìn)長(zhǎng)度l對(duì)螺旋管的軸向收縮有顯著影響，其影響大小排序?yàn)閠＞p＞q＞l；螺旋管的軸向收縮隨著t，p，q的增大而增大，隨著l的增大而減小。各個(gè)參數(shù)之間的交互作用對(duì)