高精度管材拉拔过程计算机模拟研究

开发了一种适用于生产高精度管材的新型芯棒形式,利用MSC.MARC/AUTOFORGE有限元仿真软件,模拟了高精度管材的拉拔过程,分析了变形区金属变形规律、应力分布状况及拉拔力变化规律及芯棒形式与模具尺寸参数对高精度管材尺寸精度的影响规律,得出了合理的模具参数,为科研和生产提供有效的帮助。     

芯棒位置对管材内径尺寸精度影响的有限元模拟

利用MSC.MARC有限元仿真软件模拟了固定短芯棒拉拔时芯棒在变形区中不同位置时的管材拉拔过程,研究芯棒位置不同对管材内径尺寸精度影响的规律.结果表明,芯棒在变形区中位置不同,拉拔管材的内径尺寸缩小量不同,这种变化还与芯棒与模子的配合类型有关.本模拟反映了拉拔过程中管材变形的近似过程,为研究和开发新工艺、新技术提供了有效的工具.     

不同拉拔工艺对管材尺寸精度的影响

高精度管材是一种表面质量（特别是内表面质量）要求很高,内径尺寸允许偏差很小的管材,多用于精密设备。简要概述了目前管材生产现状以及高精度管材的发展前景,分析了不同拉拔工艺对管材尺寸精度的影响．介绍了计算机仿真技术在拉拔工艺研究中的应用及现有模拟结果。     

挤压内螺纹管材芯棒的设计

带有内螺纹的挤压管材在现代技术(涡流和螺旋机械的导向和热交换)上得到广泛应用。生产这种管材最有前途的方法是扭转挤压。挤压内螺纹管材通常采用带有螺旋槽的芯棒(图1a)。一般采取两种方案:在挤压过程中芯棒被强制旋转或者保持不动。利用捻线装置可实现芯棒转动。     

拉拔工艺对TA2管材织构及性能的影响

本实验成功将拉拔工艺应用于TA2管材的制备,同时应用不同锥角组合对TA2管材进行拉拔,对比了不同锥角组合对TA2管材的显微组织及再结晶织构的影响。结果表明:退火态拉拔管材表现为径向织构,且部分晶粒的(0002)基面法相同管材的宏观轴向(AD)平行;微观的晶粒取向对管材宏观的力学性能有重要影响。单道次拉拔工艺制备的TA2管材其晶粒取向同轧制工艺制备的TA2管材存在明显差异。     

管材拉拔中的不均匀变形与残余应力

为评价管材拉拔中的不均匀变形 ,提出用管材拉拔前后截面形状变化指数Q描述截面变形的不均匀性。用电阻应变片测试了黄铜管材变形后的表面残余应力 ,用管材截面小圆环法计算了截面径向和周向变形的分布 ,确定了管材拉拔中Q值对管材截面上变形分布及表面残余应力的影响规律。     

NiTi基形状记忆合金管材组合温拔工艺及组织性能分析研究

NiTi基记忆合金管材在紧固件、连接件和医疗等领域都有广泛的用涂.NiTi基记忆合金无缝管材是一种难加工型材.采用多道次冷轧加中间真空退火工艺生产成本较高.通过热加工工艺生产NiTi基记忆合金管材国际上只有少数几个国家技术过关.为深入研究其变形规律,在我国实现产业化,借助有限元模拟设计了模具、工装和拔制工艺.通过套拉开坯或机械加工管坯和金属芯棒,采用石墨润滑,在60T万能拉压实验机上对碳钢和NiTi形状记忆合金两对组合体进行400～700℃不同温度、10～15%不同到次延伸率、芯棒与管坯间不同间隙和不同长度下的温拔试验.然后加热塑性拉伸金属芯棒,使其减径并从管中取出,芯棒材料与管坯为同一种材料.温拔由一步完成或两步或多步完成,每步温拔之间不做任何处理,每步温拔芯棒要充分地改变,然后进一步延伸.成功地拔制出了表面和内部质量良好的科4mm管材.结果表明该工艺可用于NiTi基记忆合金材加工,也可供成型其他难加工管材参考.为与套拉后制件的组织性能对比研究提供素材,套拉前对管坯组织性能进行了分析.     

芯棒伸出量对0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管数控弯曲成形质量的影响

利用有限元模拟软件ABAQUS建立了0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材的数据弯曲、抽芯及回弹全过程有限元模型,并对其可靠性进行了验证;研究了芯棒伸出量e对横截面畸变、壁厚变化、起皱趋势和回弹角的影响规律。结果表明,随着芯棒伸出量的增大,管材横截面畸变率和回弹角减小,当芯棒伸出量大于2.5 mm时,管材出现"鹅头"现象;外侧壁厚减薄率随着芯棒伸出量的增大而增大,内侧壁厚增厚率随着芯棒伸出量的增大而有所减小,但减小趋势不明显;弯管内侧起皱趋势随着芯棒伸出量的增大先减小后增大;最后获得了合适的芯棒伸出量范围为1.5~2 mm。     

生物医用镍钛记忆合金管材塑性成形研究进展

镍钛形状记忆合金管材在生物医学领域得到了越来越广泛地应用.塑性成形工艺是制造镍钛形状记忆合金管材的重要手段,镍钛形状记忆合金管材的塑性成形工艺方法包括正挤压、反挤压、可变形芯模挤压、无芯模拉拔、固定芯头拉拔、浮动芯头拉拔、可变形芯模拉拔和不可变形芯模拉拔.拉拔工艺仍是目前生产生物医用级镍钛形状记忆合金管材的主要手段.     

管材拉拔模具定径区摩擦力的研究

比较精确地确定管材在拉拔时的拉拔力,对于制定合理的拉拔工艺,充分发挥拉拔机的能力,保证拉拔机在拉拔过程中安全可靠地运行均具有重要意义。研究了在空拉、固定芯头拉拔和游动芯头拉拔三种状况下拉拔模具定径区摩擦力对拉拔力的影响,并推导出合理的拉拔力计算公式。     

宝钢钢管全浮动芯棒连轧工艺的技术进步

全浮动芯棒连轧管生产线工艺的突出问题是钢管存在“竹节”现象和壁厚均匀度差。围绕提高钢管壁厚均匀度和消除“竹节”现象,进行持续的工艺技术改进,通过改善芯棒润滑条件,自主开发张力减径机非传统孔型,开发大规格孔型和高铬钢产品,提高生产线工艺自动控制水平等,使该生产线继续发挥能力,为用户提供高精度、高钢级的产品。     

厚壁结构管件刚模塑性成形过程的数值模拟与工艺研究

基于刚塑性有限元法,忽略了回弹和管坯与模具、芯轴的间隙的影响,建立了简化的有限元模型,对厚壁管压弯、压扁成形过程进行了数值模拟,得到了各场量的分布。根据应力分布结果,对起皱和破裂等缺陷进行分析预测,并根据截面变化情况,研究了芯轴对截面畸变的作用与影响。该研究对厚壁管件弯曲和扁化过程的工艺方法提供了依据。     

一种可变角度的薄壁钢管矫直支撑块的设计

为满足对薄壁高精度冷拔钢管的矫直精度要求，新设计出一种可以变化角度的矫直支撑块，该支撑块将传统的与钢管的平面接触改变为圆弧面接触，并可随矫直机压头压下量的不同，任意改变其与钢管接触面的角度。这种设计可使钢管在矫直过程中，与矫直支撑块的接触面积大大增加，从而有效避免因应力过度集中而造成的钢管变形。实践证明，采用此新型矫直支撑块可使钢管的矫直合格率由60％左右提高到90％以上，经济效益和生产效率都得到了明显提高。     

薄壁管小弯曲半径数控绕弯成形芯模效用的实验研究

薄壁管数控弯曲中带芯头的柔性芯模是提高薄壁管件成形极限和成形精度的关键因素。文章建立了绕弯过程芯模(包括芯棒和芯头)的理论解析模型,包括了芯模直径d、芯棒伸出量e、芯头个数n、芯头厚度k、芯棒/芯头孔心间距p及芯棒圆角半径r等参数的选取公式的推导,获得了不同弯曲规格下的芯模参数取值范围,验证了解析模型的合理性;实验研究了芯模参数对管材失稳起皱、壁厚减薄和截面畸变的影响规律。通过分段抽芯的工艺方法,完成了38mm×1mm×38mm(1D)高难度不锈钢管件的弯曲。     

管材数控弯曲中的起皱分析与控制

针对内高压成形过程中,对弯曲件质量的严格要求,研究了低碳钢管材的数控弯管过程。采用数值模拟和实验,分析了不同弯曲半径、芯棒和管坯的间隙、芯棒位置和有无防皱块等参数对起皱的影响。结果表明,随着弯曲半径、芯棒直径、芯棒伸出量的增大及采用防皱块的情况下,管材弯曲起皱的趋势减小;在数值模拟的基础上进行了试验研究,试验结果和数值模拟结果吻合较好。采用二倍管径的弯曲半径,芯棒和管材间隙0.015D的情况下,能够有效地避免了弯曲内侧的起皱和外侧的减薄,成形出合格的副车架弯曲件,满足后续的内高压成形。     

我国缸筒用高精度冷拔钢管的技术与发展

介绍了运用平面应变理论,在预应力高刚性全液压冷拔管机上,通过专减壁厚拔管的变形方式,直接拔制液压气动缸筒用管。分析了拔管时的拔制力、合理减壁率及冷拔工艺与设备特点。提出了全面控制工艺系统精度是提高产品质量的关键。实践证明,采用高精度冷拔钢管制造缸筒,其强度、刚度高,耐磨性能好,且具有内表面硬外表面韧的特点。高精度冷拔缸筒管是直接制造各类缸筒的理想金属材料。     

Effect of mandrel on cross section quality of thin-walled tube numerical controlled bending

The effect of mandrel with the structure of ball and socket on the cross section quality of thin-walled tube numerical controlled （NC） bending was studied by numerical simulation method, combined with theoretical analysis and experiment. Influencing factors of the mandrel include the count of mandrel heads, the diameter of mandrel and its position. According to the principle of NC tube bending, quality defects possibly produced in thinwalled tube NC bending process were analyzed and two parameters were proposed in order to describe the cross section quality of thin-walled tube NC bending. According to the geometrical dimension of tube and dies, the range of mandrel protrusion was derived. The finite element model of thin-walled tube NC bending was established based on the DYNAFORM platform, and key technological problems were solved. The model was verified by experiment. The effect of the number of mandrel heads, the diameter of mandrel and the protrusion length of mandrel on the cross section quality of thin-walled tube NC bending was revealed and how to choose mandrel parameters was presented.     

大口径空心芯棒用管的研制

简述了芯棒的用途、工作环境、成本及自制大口径空心芯棒的必要性,介绍了利用自身设备优势开发大直径空心芯棒用管的设计思路和开发过程。从坯料成分、尺寸精度、热处理工艺以及市场分析等方面分析了空心芯棒的研发现状,并确定了大口径空心芯棒用管今后的开发方向。     

基于数值模拟的薄壁管冷弯成形工艺研究

薄壁管冷弯成形过程中最常见的缺陷有管坯内侧失稳起皱、外侧减薄破裂,为获得质量良好的某车用水冷管接头冷弯件,采用数值模拟方法分别研究了芯棒伸出量e、防皱块与管坯间隙c以及芯棒直径d等工艺参数对冷弯成形质量的影响.结果表明:随着芯棒伸出量e增大,管坯外侧壁厚减薄率γ增大,管坯内侧起皱趋势先减小再增大;随着管坯与防皱块的间隙...