鋼制變直徑容器無模液壓脹形實(shí)驗(yàn)研究

    2大型花瓶式容器的新圯路。

　　在以往采用無模液壓脹形技術(shù)制造球形界器時(shí)，曾出現(xiàn)的問主要包括焊縫開裂和某些部位1圯為突出；由于矜器非球?qū)ΨQ，其鼓肚部分在脹形過，中極從沿赤道起皺本文迎過對不結(jié)構(gòu)的殼體成形過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研充觀察試件的變形過程及特點(diǎn)，分析了此類試件的變形過程及采用整體液壓脹形工藝成形此類制件的可行性。

　　1實(shí)驗(yàn)研究1.1脹形前的封閉殼體結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)材料脹形前的殼體結(jié)構(gòu)應(yīng)保證殼體的成形性，考慮到該變直徑殼體成形較為困難，本文設(shè)計(jì)了種方絮其結(jié)構(gòu)和尺寸2，汴通過液壓脹形實(shí)驗(yàn)探討此類殼體的最佳成形方案。

　　王仲仁1934，男，教授，博士生導(dǎo)師。

　　種方案頸部結(jié)構(gòu)相同，因頸部主要為圓柱形，所以均采用厚壁管坯預(yù)成形喇叭口而成，這樣在脹形過程中，頸部不發(fā)生塑性變形。腹部的結(jié)構(gòu)有所區(qū)別方案中腹部結(jié)構(gòu)為十瓣單曲率殼體形成的封閉結(jié)構(gòu)。方案為對稱雙錐臺結(jié)構(gòu)。

　　方案為上下圓錐臺與。段圓柱簡構(gòu)成。首先根據(jù)2的結(jié)構(gòu)下料。然后逐將各部分錐簡柱筒及球瓣卷曲成形，再進(jìn)行，焊，最后將上下端焊上封口板。腹部所材料均為3鋼板，板厚為1；頸部材料為20鋼管，壁厚10；上下封口板材料為人3鋼板。厚度為81.根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)。上述結(jié)構(gòu)的殼體在脹形過程將發(fā)生高度變形。易造成起皺的缺陷。并且影響造型的整體尺寸，所以本實(shí)驗(yàn)在腹部殼體內(nèi)部加設(shè)了軸向約束，以抵消脹形，腹部所受到的軸向拉力。

　?、确桨?，方案冬2種殼體脹形前的結(jié)構(gòu)意12應(yīng)變測點(diǎn)的布置對于方案。由子各球瓣相同。選取個(gè)球瓣為應(yīng)變研究對象即可。如閣33.沿兩條母線各取3個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行測試分析；對方案。因其腹部上下對稱。故沿上部錐臺的條母線選取5個(gè)測點(diǎn)3，3；對方案，同樣根據(jù)對稱性。沿上部錐臺的條母線選取3個(gè)測點(diǎn)間圓柱部分取2個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行測試如閣3 2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析采用手動(dòng)液壓泵對上述個(gè)方案進(jìn)行液扭脹形實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)件成形前后的對比照片45.

　　下面分別對各種方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

　　2.1方案脹形過程的應(yīng)變變化規(guī)律方案加載至1.5他時(shí)。腹部殼體的中部即球瓣的心已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的變形加載至閣3各方案的應(yīng)變測點(diǎn)擇4實(shí)驗(yàn)件成形前的照片地方也產(chǎn)生定的變形；加載至4.0，3時(shí)，趨球變形己十分明，在個(gè)別球瓣的焊合區(qū)附近沿緯線出現(xiàn)波狀起伏，但并不劇烈；加載至5.5，時(shí)，殼體己完全成形，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的應(yīng)變分布。作如闖6脹形初期巨離焊縫較遠(yuǎn)的兒處的緯向應(yīng)變略大于近焊縫的，7處的應(yīng)變值，似足隨著脹形力的增火，認(rèn)廠處的緯向應(yīng)變增大較快。

　　因此最后反而大于。4，點(diǎn)的緯向應(yīng)變。6出為各測點(diǎn)的經(jīng)向應(yīng)變，脹形過，中。由于焊縫總是大于近媒縫的處的經(jīng)向應(yīng)變。同時(shí)。

　　在相同，經(jīng)向應(yīng)變本都人于緯向應(yīng)變。尤其是距離焊縫較遠(yuǎn)的兒土處的經(jīng)向變形遠(yuǎn)比緯向劇烈。0點(diǎn)處于球瓣角部。受焊縫影響諒大，故其變形較小。

　　2.2方案脹形過程的應(yīng)變變化規(guī)律方案加載至1.5，時(shí)，錐臺面的中部出現(xiàn)了明的變形而其它區(qū)域的變形還非常小加載至2.5時(shí)變形繼續(xù)加大。整個(gè)錐臺面都開始有明從的變形。但靠近花瓶頸部和底部的部分變形仍然很小。巨殼體中部的焊縫出現(xiàn)了內(nèi)凹的現(xiàn)象；加載至3.03時(shí)，變形加劇，錐臺的中嗔開始趨圓，殼體的中部焊縫處出現(xiàn)了凹凸不平的小荽角起皺；加載至5.0，時(shí)，殼體藉本成形，皺褶完全消失，加載至6.0時(shí)，殼體成形飽滿。

　　3為各測點(diǎn)的緯向應(yīng)變。脹形過程中錐臺中部最小，這是由于該部位距焊縫較近。70為各測點(diǎn)的經(jīng)向應(yīng)變，脹形初期，和點(diǎn)均有定的壓應(yīng)變。但隨著脹形力的增人。各點(diǎn)經(jīng)向應(yīng)變均成為拉應(yīng)變。在脹形過程后期。兩點(diǎn)處的經(jīng)向應(yīng)變幾乎不再變化，而和點(diǎn)處的經(jīng)向緯向應(yīng)變經(jīng)向應(yīng)變應(yīng)變?nèi)栽诶^續(xù)，大，品，出沿錐臺母線變形發(fā)生最大。點(diǎn)經(jīng)向應(yīng)變最小。

　　2.3方案脹形過程的應(yīng)變變化規(guī)律方案的變形過程類似于方案，只足13于殼體中部有個(gè)圓柱面過渡，在脹形過程中沒有發(fā)生起皺現(xiàn)象。8為案各測點(diǎn)的應(yīng)變變化曲線，8為緯向應(yīng)變。脹形過程中錐臺中部應(yīng)變最小，這是由于該部位距焊縫較近，并且錐臺部分變形比柱部分容易。815為各測點(diǎn)的經(jīng)向應(yīng)變，脹形初期，5點(diǎn)略有樂應(yīng)變，但隨竹脹形力的增大轉(zhuǎn)為拉應(yīng)變。脹形過程后肌圓柱部分邊緣的0點(diǎn)處經(jīng)昀應(yīng)變，大，可靠近焊縫的部位，其變形主要為沿垂直于焊縫方向的單向拉伸。

　　3緯向應(yīng)變2.4種方案成形性能比較縱觀以上種方案，發(fā)現(xiàn)方案和方案史易成取+起皺；但從成件來看，方案雖然在脹形中期略有起皺，但隨竹內(nèi)吒的增大，皺紋這漸被拉平。最終獲得了比另外兩個(gè)方案更好的外形。從種方案的結(jié)果可以看出，焊縫附近變形切向伸長較小。

　　總之，由于方案中板料變形最為劇烈，減薄率大于其他兩個(gè)方案，不適于對材料峒脖要求較高的制件成形，但幾結(jié)構(gòu)簡單焊縫少，制造成本較低，經(jīng)濟(jì)蝕較好。方案，方案經(jīng)濟(jì)性略總但成形制件的壁脖較均句，減薄率小，易滿足使用要求。實(shí)用中應(yīng)根據(jù)具體使用條件和資金條件合理選擇成形方案。

　　3結(jié)論焊縫對變形有定的影響。焊縫附近的變形特點(diǎn)是沿焊縫的法向伸長較大沿焊縫的切向伸長較小。

　　方案采雙錐結(jié)構(gòu)。焊縫最少。經(jīng)濟(jì)性最好。雖然焊縫及附近域在脹形過枵十處干拉4卡變形狀態(tài)，易失穩(wěn)起皺，何隨著壓的增大，逐漸轉(zhuǎn)化為雙向拉伸狀態(tài)，因而起皺又會消失，最后制件面也比較光滑。

　　殼體頸脹形比較困難。但通過預(yù)先成形喇叭1可以實(shí)現(xiàn)頸口與瓶身的圓沿過渡。

　　⑷利用無模液佧脹形工藝制作變立徑花瓶造型容器基本可行。該工藝不需要模具，下料簡單，組焊容易，周期短，對于大型單件的制作更是獨(dú)具優(yōu)勢。