本文興迪源機械帶來T型三通管壁厚分布規律、Y形三通管壁厚分布規律及典型點壁厚隨內壓的變化規律等三通管內高壓成型壁厚分布規律詳解。
一、T型三通管壁厚分布規律：
T形三通管厚度分布規律為：支管頂部區域減薄，主管大部分區域增厚，最薄點位于支管頂部中心，最厚點位于主管的送料端，左右壁厚分布規律相同，如圖4-8所示。該三通管內高壓成形件的管材原始壁厚為2mm,材料為不銹鋼成形壓力為68.6MPa。
圖4-8T型三通管壁厚分布(mm)
該件的最薄點位于支管頂部中心處，厚度為1.56mm,最大減薄率為22%。
對稱面上的壁厚分布由下到上逐漸變薄，壁厚不變點大體位于支管與主管交界處。材料的力學性能對所成形三通管的壁厚有較大影響，材料的硬化指數n和厚向異性指數r越大，壁厚減薄和和壁厚差越小，成形件的壁厚越均勻。
T形三通管為左右對稱結構，內高壓成形時管兩端的補料量相同，所成形三通管左右兩側的壁厚分布也呈對稱。
二、Y形三通管壁厚分布規律：
Y形三通管由于上下左右均為非對稱結構，因此壁厚分布規律比T形三通管復雜。
圖4-9所示為Y形三通管壁厚分布規律和壁厚不變線的位置，該Y形三通管的原始壁厚為2mm,材料為不銹鋼，支管角度為45°。
圖4-9Y形三通管壁厚分布規律
(a)壁厚分布(mm);(b)壁厚不變線。
成形后零件左右兩側過渡區圓角處增厚比較大，從過渡區圓角處到支管頂部，支管逐漸減薄。壁厚不變線為V形，位于支管中下部，減薄主要在支管上部區域，其余部位均增厚，支管頂部左側圓角附近最薄。
壁厚最大的點在左側過渡區圓角A點處，壁厚為3.2mm,增厚率為60%；壁厚最薄點在支管頂部C點處，壁厚為1.16mm,最大減薄率為38%。
為了進一步說明三個不同成形階段Y形三通管的壁厚變化情況，采用數值模擬對成形過程進行了分析，不同成形階段的壁厚分布如圖4-10所示。
圖4-10Y形三通管成形過程的壁厚變化規律
(a)成形初期(內壓0.25σs)(b)成形中期(內壓0.45σs)(e)整形(內壓0.55σs)。
圖4-10(a)所示為成形初期(內壓0.25σs)壁厚分布情況，此時，支管的頂部存在明顯的減薄，最小壁厚為1.81mm,減薄率為9.5%，主管端部送料區、左右側圓角過渡區的壁厚出現了不同程度的增厚，增厚最嚴重的主管左側端部壁厚最大值達到了2.42mm,增厚率達到了21%。
圖4-10(b)所示為成形中期(內壓0.45σs)的壁厚分布情況，在此階段，管的軸向部分繼續增厚，支管頂部繼續減薄，壁厚增厚最嚴重部分仍為主管左側端部，最大值為2.6mm,增厚率為30%，支管頂部最薄點壁厚為1.40mm,最大減薄率為30%。
圖4-10(c)所示為整形后(內壓0.55σs)所成形零件的壁厚分布，此時左側過渡區圓角處最大壁厚為3.67mm,最大增厚率為83.5%，右側過渡區圓角處壁厚為3.39mm,增厚率為69.5%，支管頂部壁厚最薄，壁厚值為1.34mm,最大減薄名為33%。
三、典型點壁厚隨內壓的變化規律：
圖4-11所示為成形過程中左側過渡區A點、右側過渡區B點和支管頂部C點的壁厚隨內壓的變化規律，A點、B點及C點位置如圖4-9(b)所示。
在成形的初期，左右過渡區圓角處A點和B點的增厚相對緩慢，內壓為0.45σs時，左右側過渡區A點和B點的壁厚分別為2.43mm和2.48mm,增厚率分別為21.5%和24%；而成形中期，當內壓大于0.45σs時，這兩個區域的壁厚增加速度較快，成形后，最大增厚率達83.5%。
而支管頂部C點的壁厚變化情況恰恰相反，在成形的初期，當內壓值小于0.45σs時，由于中間沖頭尚未與支管頂部接觸或接觸面積較小，此階段，支管的自由脹形變形量較大，支管頂部壁厚減薄相對較快，最大減薄率為30%；而成形中期，中間沖頭與支管頂部完全接觸，其對支管頂部所施加的壓力有效地防止了支管頂部的過度減薄，最后成形時，支管頂部C點的最大減薄率為33%，成形中期階段支管高度增長了22mm,而壁厚此階段只減薄了3%。
圖4-11典型點壁厚隨內壓的變化規律
可見，成形初期，當內壓小于0.45σs時，中間沖頭尚未與支管接觸時，管件處于自由脹形狀態，此階段，左、右兩側過渡區圓角處的增厚相對緩慢，面支管頂部的減薄較快。在支管長高階段，當內壓大于0.45σs時，由于中間沖的反推作用，左、右兩側過渡區圓角處的增厚相對較快，而支管頂部的減薄較慢。
【興迪源內高壓成形技術優勢】
興迪源機械是以內高壓成形技術為核心，以內高壓成形機、內高壓水脹成形機、內高壓板材充液成形機、內高壓三通機等設備為主導產品的生產廠家。公司建立有液力內高壓成形機械工程技術研究開發中心，并與中國科學院金屬研究所、南京航空航天大學等院校開展長期的科研課題開發合作。
自2007年創立以來，興迪源機械一直致力于內高壓成形的技術創新和產品研發。主營產品范圍從生產普通液壓設備，現今發展至生產、研發國內流體壓力成形技術的鍛壓設備。
部分文段和圖片摘自：
《現代液壓成形技術》
作者：苑世劍
由興迪源機械編輯
版權歸原作者所有
如若侵權請聯系刪除