2014毕业设计文献综述

三通管热模拔制模具设计 专业：机械设计及其自动化 姓名：王某某 学号4文献综述 题目名称 1000mm三通管热模拔制模具设计 学生姓名 王某某 专业班级 机制10-04 学 号 4 院（系） 机电工程 指导教师（职称）张某某（副教授） 完成日期 2014年2月23日 1000mm三通管热模拔制模具设计摘要：纵观国内外大口径三通管制造缺陷，对大口径三通管热模拔制成形新工艺进行研究，提出了一种能够对管件需加热区进行均匀加热的自动化加热装置，采用交流伺服电动机驱动的线性模组实现加热枪的精确位置控制，通过多边形弧板，合理布置加热枪，通过运动合成实现均匀加热。提高了热模拔制工艺的自动化水平和生产效率，有较大的推广价值本文归纳了大型三通管成型的关键问题，拔制原理。分析了三通管的研究现状和发展趋势，在此基础上，对三通管成型提出了进一步研究。关键词：三通管,拔制原理，成型1引言机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。工业的发展离不开能源，人们的日常生活也离不开各种能源1, 而作为能源和资源的运输通道管道，是不可缺少的。大型管道纵横交错在各个地区地下。这就对管道提出了更高的要求，管道连接，管道三通对于大型管道又是不可缺少的。对于地下的大型管道不便于维修2，而问题常处在三通焊接处。对于小型三通管一般采取铸模，注射模等方法。在石油化工管道排水等大型管道中,经常需要在主管或设备上连接一些支管,以往通常的方法是3:(1) 在主管或设备上开马鞍孔,把支管插入,然后焊接主管和支管之间的马鞍形角焊缝。此法 的缺点是工序繁琐,相贯偏差较大;加工难度大,焊缝处产生较严重的应力集中4, 其焊缝处难以探伤检验, 难以保证质量等;(2) 在主管和支 管中采用锻制三通或焊接三通,这样方法增加 了焊缝, 加大工作量。为此,目前国内外已开始采用一种新的方法拔制三通管法5。制冷工业技术的发展对热交换器的连接质量提出高要求,而侧壁具有台阶孔的三通管可 显著提高热交换器连接处的封焊质量,并广泛用作为热交换器的连接元件。传统的三通管加工多采用拉拔工艺和液体胀形工艺,其中常用的拉拔工艺较为简单,但拉出 的侧边台阶孔高度低6、锥度大、端面不平整且常有裂纹,针对此情况,作者提出旋拔三通管方案。该工艺具有变形量大、成形质量高及拉拔力小等特点,特别适合于加工高质量三通管,受到热交换器生产厂的重视7。根据技术要求该管件 作为筒壁翻边成形件，这样的结构改善了焊接条件改空间全方位焊为平面环焊缝#，也改善了使用性能，当内腔充高压气体时，不会在三通管接口处造成较大应力集中，但是给制造带来了一定困难。我们在平面翻边技术基础上，自行设计制造了三通管翻边模具，给出了凸、凹模尺寸、预割孔尺寸及翻边力计算方法，为今后同类问题的解决奠定了基础8。三通翻边模具的设计方案选择根据设计要求9，该三通构件只能用冲压成形法 获得。途径有两种起伏成形压包起伏成形是用局部变形的方法来改变毛坯或半成品形状的方法，这种方法不仅提高了工件的刚度，而且还增加表面的美观。 用起伏成形法制造该三通构件时，可利用凸、凹模在 压力下成形，即压包，形成立体空心件 如图 $ 所 示#，然后将凸包表面切去即可得所需三通构件。这 种方法类似于拉伸，其变形区材料的拉伸变形较大，制件成形主要靠变形区的变薄而获得。翻边 翻边是将工件的孔边缘或外缘在模 具的作用下，翻出竖立边缘的过程，它分为预割孔翻 边和冲孔翻边。由于三通管直径较大，所以如果采 用翻边方式，就应选预割孔翻边如图所示。两种方法相比较，翻边成形有以下优点：制件壁厚变薄较轻，甚至可实现不变薄，能满足设计要求。对凸模施加作用力较容易，既可施加压力，亦可施加拉力，而压包只能施加压力，这在周边空间较 小的条件下是极不利的。翻边所需的力比较小，可以减小许多受力件的尺寸10。因此，采用翻边成形方式比较合理。2热拔制工艺原理拔制三通管原理在主管或设备上开一个小于支管直径的椭圆形孔11, 将主管固定在机架上, 在主管内放一个拔模,拔模和拉拔机连接,然后加热主管上支管处部分,提升拉拔机, 使主管上的椭园 孔周边产生塑性变形12, 拔出和拔模尺寸相同的凸缘,然后凸缘和支管再进行焊接形成三通管。该三通管克服了焊接三通和锻制三通焊接的缺点13,改善受力,方便施工,提高效率, 保证质量。拔制设备拉拔机 拉拔机的选择与拔管生产数量14、质量要求、管径及管壁厚大小等因素有关,对于小管径薄壁管,生产数量有限, 可用带框架的手动螺杆来 提升拔模。对于大管径的厚壁管,可根据不同管径和壁厚采取不同吨位的电动千斤顶进行拔模15。其提拉力垂直不偏移, 提升速度均匀,故拔制的三通管质量高、速度快。拔模的形状、尺寸、材料对产品的质量影响 很大,一般形状为锥形或球形,在拔制时一般采用锥形拔模,因为锥形拔模符合逐渐加大的规律,另外锥体便于加工,但在拔制等径或接近等径三通时则以球形为好。拔模的材料宜选用高强度及耐高温、耐磨损材料为好,以减少每次拔制后拔模变小现象16。3热拔制三通管研究现状目前苏联特 种安装工程科研所制造出在76 530mm的主管上拔出57159mm支管的设备；美国TD riII公司制造了在主管上切割椭园孔及拔出支管的专用设备，支管9.5508mm，主管直径可选1016mm；德国B,anfredBingrl等人试验508(12 16)、609x(2025)mm的主管上拔出37710609x(12一l9 )mm的三通管；国内很 多单位也成功地在219 10、273x16，32520 mm等管上拨出159x(1O20)mm以下的支管17。目前国内常见三通管制造工艺有焊接、铸造和热挤压成形注模等18。焊接三通管在使用过程中易产生应力集中,强度不够高，难以满足实际使用要求。 焊接三通管是在管坯上开马鞍形焊口后与支管直满足高压力的技术要求；铸造的大口径三通管,具有制造方便、现场灵活性强等优点19,但续机加工,工时长,材料浪费严重；热挤压成形三通管是三通管件焊接工艺，比一般钢管焊接复杂,焊接面是在一个马鞍形的不规则空间曲面上,焊接质量难以保工时长,且能源消耗大20。4热拔制三通管的应用通过热拔制而成的三通管受力性比较好，应力分布也比较均匀，强度高，应用法案为更为广泛。从拔制孔径小到一二百，大到几千都可以通过拔制方式得到三通管。这说明拔制不受尺寸的限制，拔制应用比较广泛，只要是金属可受热的管道都可以拔制。而拔制工艺并不仅仅应用在管道上，比如很多成型零件都可以采用拔制方法成型。热拔制三通管起源于国外，目前依旧是国外比较先进。国内起步比较晚，所以相比与国外略有落后。在加热方面工人加热比较多，导致受热不均与。所以本次设计了自动加热工艺过程。 5结束语 经济的发展、科技的进步，增大了能源的需求，从而推动了管道制造业的发展。三通管作为输能管道铺设的重要组成部分，也得到越来越多的运用。但目前国内对热拔制三通管技术不够深入。热拔制三通管是一个相对简单，但是加热比较难的制造工艺。此外液热拔制过程中温度对拔制机构的影响、对液压系统及液压机的干扰仍是需要进一步优化的问题。对此，热拔制工艺仍需展开大量深入的研究。7参考文献1张志远，赵宝光，王欢。大口径三通管自动热模拔制成形模具设计（J）制造业自动化，2014-02。2巩水利，陈振藩，于琴。三通翻边模具的研制三通翻边模具的研制。（J）机械设计与制造，2009-06。3尚欣，朱茹敏。等径三通管接头稳定性分析。（J）机械设计与制造，2005-05。4翁剑成，杨俊杰。三通管焊接裂纹周围各场的数值模拟。（J）闽西职业技术学院学报，2011-12。5李良福。用管培制造三通管。（J）机器工人2000-08。6高晶。三通管和三通管座的铸造工艺改进。（J）金属加工201.-15。7邹继强。三通管接头注射模的设计与制造。（J）模具制造，2011-12。8李正球,钱健清,侯军明等。三通管内高压成形时壁厚影响因素的研究。（J)锻压装备与制造技术，2006-06。9宋学伟，吴永飞，沈传亮等。三通管内高压成形载荷路径试验优化设计。（J）吉林大学学报，2012-42。10王刚,李萍,饶彦民。三通管热翻边工艺模拟及实验研究。（J）合肥工业大学学报，2011-11。11李素丽，张治民，董自瑞。三通件的成形工艺及模具设计。（J）热加工工艺，2009-09。12王雅群，邢辉，张蕾。三通注射模设计。（J）金属加工，2009-15。13汤勇，张发英，陈澄洲。旋拔三通管机理的研究。（J）工具技术，1998-06。14许方浩，华祝田。一种先进的三通管件的制作方法。（J）粮油仓储科技通讯，2006，4。15费诚，大口径三通管翻边成形工艺参数优化。（J）价值工程，2010-17。16Suniti Suparp, Panuwat Joyklad.A Study on Simple Beam Bridge Responses Due to Thai Truck Loads.Procedia - Social and Behavioral Sciences, 2013, Vol.88 17Boda D. Higher health standards or total destruction for the next generation. The baby and the bomb. J.Orvosi Hetilap,1984,12518 Nyman, K. J., 1984, “Soil Response Against Oblique Motion of Pipes,”J. Transp. Eng., 110(2), pp. 19020219 Hsu, T. W., 1996, “Soil Restraint Against Oblique Motion of Pipelines inSand,” Can. Geotech. J., 33(1), pp. 18018820Goodling, E. C., Jr., 1997, “Quantification