详细说明
无芯棒拔管时的变形过程 (1)变形区和金属变形。无芯棒拔管时所用的变形工具只是一个拔管模。一般变形区始端a-a(图2)截面管子直径为D’0,而变形区的终端b-b截面处的管子直径定为模孔定径带的直径do。实际上无芯棒拔制时,管子的变形开始于与模壁接触之前,而当管子离开模孔入口锥进入定径带后,仍可能继续有一定程度的变形。一般管子开始接触模壁之前直径已略有减小,壁厚已略有增加,管子离开变形后直径仍继续有某些减小,壁厚也有些减薄。在
生产中空拔后管子的直径D1。往往略小于定径带模孔的直径。
存在不接触变形区的原因是:设想从管子上沿其轴向切下一窄条单元体(图3),则该窄单元体在整个变形过程中要经过两次弯曲。在入口处由于模壁压力作用而产生第一次弯曲。弯曲结果使部分金属在接触模壁前就开始变形了,形成前不接触变形区。当窄条单元体离开入口锥进入定径带后在原来方向移动的过程中,由于模壁压力消失,窄条单元体在拔制力的作用下将产生方向与前一次相反的另一次弯曲。在这次弯曲过程终了之前,管子继续有某些变形,导致拔后管子直径小于定径带模孔的直径。
(2)拔后管子直径的确定。拔后管子的直径D1,是通过空拔模定径带的模孔直径d0来控制,但D1和d0通常是有差异的。一般D10,在某些情况下其差值还比较大。
空拔后管子直径应为:
D1=d0-a1+a2
式中a1为由于不接触变形造成的缩径量;a2为管材直径弹性增加值,由空拔模的弹性变形量和拔后管子弹性恢复量两部分构成。
若以△D/D=(D1-d0)/D1×100来度量D1与d0相差的程度(%),则影响该值大小的具体工艺因素有模子的锥角a、管子的直径与壁厚之比(D/S)以及变形程度等。
(3)壁厚变化及均壁作用。无芯棒拔管时在直径减小的同时管子壁厚也发生着变化,即可能减薄、不变或者增加,其原理参见张力减径变形原理有关部分。
一个用于壁厚变化的工程计算方法如下:当外径与壁厚比D/J等于5时,则
式中为壁厚变化率,△S=S1-S0,S0,S1为管材空拔前和后的壁厚,D0和D1为管材空拔前后的直径,Dc。
也可用下式计算厚壁管空拔时的壁厚变化量:
空拔过程中,在壁厚发生变化的同时,管材原始横向壁厚不均的程度能有所减小,称为均壁作用。
均壁作用的产生是由于管壁上的不同壁厚处在空拔时有不同的壁厚变化,在增厚的情况下,薄壁处增厚多,厚壁处增厚少;在减壁的情况下则相反,壁薄处减薄少,壁厚处减薄多。