管件磁脈沖側(cè)翻邊工藝研究.pdf

1、多通管件是一種典型的管類零件，在石油、航空、航天、兵器以及生產(chǎn)生活中廣泛用于管道流體輸送，常規(guī)的多通管件一般采用鑄造、焊接、液體內(nèi)高壓、壓力機側(cè)翻邊等工藝成形，隨之產(chǎn)生了管件內(nèi)壁粗糙、焊縫耐腐蝕性差、加工工序復(fù)雜、翻邊高度較低等問題。使用磁脈沖側(cè)翻邊工藝成形多通管件，具有工件表面精度高、整體成形無焊縫、工序簡單高效、極限翻邊高度大幅度提高等優(yōu)勢，在生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景，因而對磁脈沖側(cè)翻邊工藝的研究具有重要的意義。本文在精確計算管坯側(cè)

2、壁預(yù)制孔尺寸的基礎(chǔ)上，通過數(shù)值模擬和磁脈沖翻邊試驗相結(jié)合的方法，探索主要工藝參數(shù)對其變形規(guī)律的影響。
　　首先通過作圖解析法與MATLAB軟件結(jié)合，為管件變形過程抽象為數(shù)學(xué)問題，并為其建立數(shù)學(xué)模型，進行解析與編程求解，最終得到兩種預(yù)制孔形狀：橢圓形和雙鼓形，并以此為基礎(chǔ)建立有限元模型和加工預(yù)制管坯，進行試驗。
　　基于ANSYS有限元模擬軟件，采用棱邊單元法建立了管件磁脈沖側(cè)翻邊的有限元分析模型，求解三維電磁場。模擬結(jié)果表明

3、由于管件側(cè)壁開孔而出現(xiàn)了磁漏，橢圓形預(yù)制孔長軸端口附近的磁場力幅值最大，而短軸端口附近磁場力幅值較小。試驗結(jié)果與電磁場模擬結(jié)果一致，長軸端口附近金屬變形量由于受到磁場力較大，減薄趨勢嚴(yán)重，屬于頸縮危險區(qū)。以此為基礎(chǔ)對預(yù)制孔長軸端口采取修磨圓角、打磨光滑等措施，有效地抑制減薄。
　　進行了管件側(cè)翻邊試驗，結(jié)果表明，電壓增大，有利于管坯貼模；高頻率放電會導(dǎo)致管坯變形加速度過大，高速撞擊模具而出現(xiàn)破裂，低頻率放電會導(dǎo)致集膚深度增加，管坯

4、外壁受到磁場反向排斥力影響貼模；與短線圈相比，長線圈會加劇管壁貼模不均勻性，而且需要更高的放電能量；最佳預(yù)制孔形狀為近似橢圓形，在放電電容4×192μF，電壓4500V下對長軸/短軸為38.72 mm/16.24 mm以及18.72 mm/10.11 mm的橢圓形預(yù)制孔進行等徑翻邊（翻邊直徑Φ50 mm）及異徑翻邊（翻邊直徑Φ30mm）試驗，可以得到端口平齊的翻邊件，翻邊高度可達6 mm，相對傳統(tǒng)工藝可提高翻邊極限24.7％。減薄主要發(fā)