金属厚壁管的旋转疲劳弯曲精密下料的研究.pdfVIP

文 章编号 ：1672—0121(2015)o3一Ol10—04 金属厚壁管 的旋转疲劳弯 曲精密 下料 的研 究 景 飞 。赵升 吨 ，赵仁 峰 ，贲 宁字 ，蔡 厚 勇 (西安交通大学 机械工程 学 院模 具所 ，陕西 西安 710049) 摘要 ：针对金属厚管料 的下料 问题 ，以 自行研发 的旋转疲劳弯 曲精 密下料机为平 台，研究 了精 密下料过 程 中不 同外载荷方式下 304不锈钢 管 的断面质量情况 。利用径 向循环外载荷 管料表面 V 型槽 的应力集 中效 应 ，通过 控制 不 同阶段 施加 给管料 的弯 曲疲 劳外载荷 频率值 ，实现 了304不锈 钢 管 的精 密下料 。通 过对 实验 所加外载频率 曲线 的设计 ，进 行 304不锈钢 管 的精 密下料 实验 ，得 出了下料过程 中理想 的外载频率 曲线—— 即低 频启动高频起 裂 和裂 纹扩 展最 后再低 频断料 ，用 此加 载方 式获 得 了良好 质 量 的管料 断面 ，在理 想 外载频 率 曲线的基础上研 究了不 同壁厚管料 的下料断面质量情况 ，并对其断面质量进行 了测量和评价 。实验结果表 明，在文 中所提 下料工艺 的基础上使用所提 的外载频率 曲线针对不 同壁 厚 的 304管料 下料均 能得到 比较好 的断 面质 量 。 关键词 ：管材 下料 ；精 密下料 ；金属厚壁 管 ；应力集 中；外载频率 曲线 ；断面质量 中图分 类号 ：TG386．43 文献 标识 码 ：A DOI：10．16316／j．issn．1672—0121．2015．03．031 1 引言 2 高速旋转 弯 曲疲 劳下料原 理 金 属管材在 工业 实 际 中有 大量 应用 。 国内 目前 该 新 型旋 转疲 劳弯 曲精 密下料 系统 的下料 原理 图 主要是用切割 的方法来切断金属管材 ，但 该方法浪 如 图 1所示 。 费原材料 ，噪声大 ，断面毛刺较长 ll-]】。采用剪切加工 A l 2 3 1 2 3 4 可改善上述缺 点 ，其无废料损失且生产效率高 ，特别 适合大批量生产 ，但一般 的剪切下料法所生产 的毛 坯变形 比较大 ，不能满足精密成形要求 。为提高剪 切下料精 度 ，减 小毛坯 形 变量 ，带芯棒剪 切工 艺应用 而生 。但该方法仍然会使管料 断面产生压塌 、撕裂等 缺 陷 。当前针对 管料下料工艺研 究较少 ，所 以新 的 图1 旋转疲劳弯曲精密下料原理罔 管料 下料工艺和 下料机理 需进 一步探索和完善 。 1．偏心模具同定盘 2．下料模具 3．待下管料 4．管料 定套 文 中提 了一种新 型 的旋转疲劳弯 曲精密下料 下料机 T作 前 ，管料 的 中心线 OO 下料模 具 系统 ，该 系统利 用 管料 表 面 预制 V形槽 缺 口的应 力 的 中心线 相 重 合 月|与偏 心模 具 同定 盘 的 中心线 集 中效应 ，在循环 弯 曲载荷 的作用下 ，使 v形槽底 ()，D。平 行并保持 长度 为 e的偏心量 。开始 j作 时 ，偏 部萌生裂纹并不断沿径 向扩展 ，最终实现低周疲劳 心模 具 固定盘绕其 中心线 D，D 自转 ，并带动 下料模 低 应 力精 密下料 。文 中利用 所 提新 系统及 1-艺 ，研 究 具绕 o0。轴 公转 ，公转 半径 为 e，这 样便 会带动 管料 了不 同外载频 率 曲线对 管料 断面 质 量 的影 响规 律 ，