管材充液壓彎是管材壓彎和液壓成形復合的一種工藝,既具有壓彎的一般特點,又具有自身的特殊性。其成形原理如圖3-8所示,首先從管端充入液體在管材內建立起內壓作為柔性支撐,然后在模具中進行彎曲,并隨模具壓下的過程控制內壓保持在一定數值,利用液壓的支撐作用避免起皺和截面畸變,在合模后,可提高內壓進行整形,使管材貼模定形。
圖3-8充液壓彎工藝過程
a)初始狀態;(b)壓彎。
管材充液壓彎可分為管端無約束和管端約束兩種類型,管端約束方式下的成形過程采用壓板固定管材兩端,對豎直方向的位移進行約束。與管端無約束方式相比,管端約束方式限制了兩端的上翹變形和軸向移動,使三個彎同時彎曲成形。
壓彎過程中管材彎曲內側受到軸向壓應力作用,外側受到軸向拉應力作用。軸向壓應力導致彎曲內側壁厚增厚,當壓應力達到臨界值,垂直于管材軸向會發生失穩起皺。軸向拉應力導致彎曲外側壁厚減薄,當拉應力達到臨界值將導致管材開裂。此外,在上述應力產生的相反合力的共同作用下,管材截面發生畸變。
在管材內加入一定壓力的液體介質后,管材內受內壓的作用,產生與合力相反的支撐力,從而使管材截面畸變受到抑制。同時管材在內壓的作用下,通過管端密封裝置產生一定軸向拉應力,抵消內側一部分壓應力,有效地減小彎曲內側發生起皺的趨勢。對于一定彎曲半徑,內壓存在一個臨界值,超過該值時,可以完全消除皺紋。
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《現代液壓成形技術》
作者:苑世劍
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