锥形套开发方案
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锥形管开发方案
一.设计依据
此产品目前全部外购加工,加工方式有:锻造、铸造、焊接、旋压和扩孔(缩孔)加工。
根据公司设备、人员状况进行产品扩孔(缩孔)加工的技术开发。
1-1. 产品胀形系数=183.4(大端中径)/124(小端中径)=1.48,超出材料冷成型的范围。
*选取扩孔热成型工艺
1-2.根据小件成型得到数据:轴向收缩率=(1-37.2/45)%=17.3%
径向收缩率=(1-2.45/3.45)%=29%
*确定工件:(扩孔)20#结构用热轧无缝钢管,12×Φ133,L=276mm。
毛坯单重9.88KG。
(缩孔)20#结构用热轧无缝钢管,9×Φ194,L=276mm。
毛坯单重1 1.3KG。
1-3. 热膨胀值e1=12.9×10-6×174.4(大端内径)×(400-20)=0.855mm
e2=12.9×10-6×112(小端内径)×(400-20)=0.549mm
1-4. 摩擦系数f=0.3
1-5. 材料的抗拉强度σb=450MPa
1-6. 材料热成型的抗拉强度系数取m=0.15 (750℃)
1-7. 速度系数k=1.15 (冲床)
1-8. 凹模圆锥半锥角α=8.45°
1-9. 管料料厚δ1=12mm
1-10. 管料扩径后最大直径(中径)D=183.4mm
1-11. 扩径面积A=98118mm2
1-12.扩径力F=Kσbm2δ1A/D
代入公式,得F=996695N=101.7T
*确定设备压力≥102T
2-1 *选取缩孔热成型工艺
2-2 *确定工件:(缩孔)20#结构用热轧无缝钢管,9×Φ194,L=255mm。
毛坯单重10.47KG
2-3 管料缩径前的直径(中径)D2=185mm
2-4 管料缩径后的直径(中径)d=130mm
2-5. 管料料厚δ2=9mm
2.6 缩孔力F0=K[1.1πD2δ2mσb(1-d/D2)(1+ftanα)/cosα]
代入公式,得F0=140156N=14.3T
*确定设备压力≥15T
二.试制条件:
1. 加热炉或高频加热机(坯料尺寸:12×Φ133,L=255mm)
2. 冲床(压力≥102T)
3. 模具润滑剂(二硫化钼+石墨粉+20#机油,1:1:1体积配置)
4. 其他工具
三.试制方法、试制步骤:(扩孔工艺)
1. 按图纸(另附)加工模具和管件。
2. 模具固定压力机上→预热模具(200~250℃)→加热工件(轴线方向700~1000℃不等温)→放在模
具上(温度高的一端在最先接触模具的方向)→压力机成型→脱模。
四. 开发风险预测及解决办法:
1. 堆叠(调整工件温度布局、改善润滑条件、改变工艺为缩孔加工)
2. 褶皱(2次成型:缩孔工艺缺陷)
3. 成型不到位(改进模具尺寸)
4. 工件脱模困难(加热成型件、改善模具结构)
江苏万美工贸有限公司
2011年5月18日。