钢制变直径容器无模液压胀形实验研究

    2大型花瓶式容器的新圯路。

　　在以往采用无模液压胀形技术制造球形界器时，曾出现的问主要包括焊缝开裂和某些部位1圯为突出；由于矜器非球对称，其鼓肚部分在胀形过，中极从沿赤道起皱本文迎过对不结构的壳体成形过程进行实验研充观察试件的变形过程及特点，分析了此类试件的变形过程及采用整体液压胀形工艺成形此类制件的可行性。

　　1实验研究1.1胀形前的封闭壳体结构和试验材料胀形前的壳体结构应保证壳体的成形性，考虑到该变直径壳体成形较为困难，本文设计了种方絮其结构和尺寸2，汴通过液压胀形实验探讨此类壳体的最佳成形方案。

　　王仲仁1934，男，教授，博士生导师。

　　种方案颈部结构相同，因颈部主要为圆柱形，所以均采用厚壁管坯预成形喇叭口而成，这样在胀形过程中，颈部不发生塑性变形。腹部的结构有所区别方案中腹部结构为十瓣单曲率壳体形成的封闭结构。方案为对称双锥台结构。

　　方案为上下圆锥台与。段圆柱简构成。首先根据2的结构下料。然后逐将各部分锥简柱筒及球瓣卷曲成形，再进行，焊，最后将上下端焊上封口板。腹部所材料均为3钢板，板厚为1；颈部材料为20钢管，壁厚10；上下封口板材料为人3钢板。厚度为81.根据以往的经验。上述结构的壳体在胀形过程将发生高度变形。易造成起皱的缺陷。并且影响造型的整体尺寸，所以本实验在腹部壳体内部加设了轴向约束，以抵消胀形，腹部所受到的轴向拉力。

　　⑷方案，方案冬2种壳体胀形前的结构意12应变测点的布置对于方案。由子各球瓣相同。选取个球瓣为应变研究对象即可。如阁33.沿两条母线各取3个测点进行测试分析；对方案。因其腹部上下对称。故沿上部锥台的条母线选取5个测点3，3；对方案，同样根据对称性。沿上部锥台的条母线选取3个测点间圆柱部分取2个测点进行测试如阁3 2实验结果分析采用手动液压泵对上述个方案进行液扭胀形实验，实验件成形前后的对比照片45.

　　下面分别对各种方案的实验结果进行分析。

　　2.1方案胀形过程的应变变化规律方案加载至1.5他时。腹部壳体的中部即球瓣的心已经出现了明显的变形加载至阁3各方案的应变测点择4实验件成形前的照片地方也产生定的变形；加载至4.0，3时，趋球变形己十分明，在个别球瓣的焊合区附近沿纬线出现波状起伏，但并不剧烈；加载至5.5，时，壳体己完全成形，实验结束。

　　根据实验测得的应变分布。作如闯6胀形初期巨离焊缝较远的儿处的纬向应变略大于近焊缝的，7处的应变值，似足随着胀形力的增火，认厂处的纬向应变增大较快。

　　因此最后反而大于。4，点的纬向应变。6出为各测点的经向应变，胀形过，中。由于焊缝总是大于近媒缝的处的经向应变。同时。

　　在相同，经向应变本都人于纬向应变。尤其是距离焊缝较远的儿土处的经向变形远比纬向剧烈。0点处于球瓣角部。受焊缝影响谅大，故其变形较小。

　　2.2方案胀形过程的应变变化规律方案加载至1.5，时，锥台面的中部出现了明的变形而其它区域的变形还非常小加载至2.5时变形继续加大。整个锥台面都开始有明从的变形。但靠近花瓶颈部和底部的部分变形仍然很小。巨壳体中部的焊缝出现了内凹的现象；加载至3.03时，变形加剧，锥台的中嗔开始趋圆，壳体的中部焊缝处出现了凹凸不平的小荽角起皱；加载至5.0，时，壳体藉本成形，皱褶完全消失，加载至6.0时，壳体成形饱满。

　　3为各测点的纬向应变。胀形过程中锥台中部最小，这是由于该部位距焊缝较近。70为各测点的经向应变，胀形初期，和点均有定的压应变。但随着胀形力的增人。各点经向应变均成为拉应变。在胀形过程后期。两点处的经向应变几乎不再变化，而和点处的经向纬向应变经向应变应变仍在继续，大，品，出沿锥台母线变形发生最大。点经向应变最小。

　　2.3方案胀形过程的应变变化规律方案的变形过程类似于方案，只足13于壳体中部有个圆柱面过渡，在胀形过程中没有发生起皱现象。8为案各测点的应变变化曲线，8为纬向应变。胀形过程中锥台中部应变最小，这是由于该部位距焊缝较近，并且锥台部分变形比柱部分容易。815为各测点的经向应变，胀形初期，5点略有乐应变，但随竹胀形力的增大转为拉应变。胀形过程后肌圆柱部分边缘的0点处经昀应变，大，可靠近焊缝的部位，其变形主要为沿垂直于焊缝方向的单向拉伸。

　　3纬向应变2.4种方案成形性能比较纵观以上种方案，发现方案和方案史易成取+起皱；但从成件来看，方案虽然在胀形中期略有起皱，但随竹内吒的增大，皱纹这渐被拉平。最终获得了比另外两个方案更好的外形。从种方案的结果可以看出，焊缝附近变形切向伸长较小。

　　总之，由于方案中板料变形最为剧烈，减薄率大于其他两个方案，不适于对材料峒脖要求较高的制件成形，但几结构简单焊缝少，制造成本较低，经济蚀较好。方案，方案经济性略总但成形制件的壁脖较均句，减薄率小，易满足使用要求。实用中应根据具体使用条件和资金条件合理选择成形方案。

　　3结论焊缝对变形有定的影响。焊缝附近的变形特点是沿焊缝的法向伸长较大沿焊缝的切向伸长较小。

　　方案采双锥结构。焊缝最少。经济性最好。虽然焊缝及附近域在胀形过枵十处干拉4卡变形状态，易失稳起皱，何随着压的增大，逐渐转化为双向拉伸状态，因而起皱又会消失，最后制件面也比较光滑。

　　壳体颈胀形比较困难。但通过预先成形喇叭1可以实现颈口与瓶身的圆沿过渡。

　　⑷利用无模液佧胀形工艺制作变立径花瓶造型容器基本可行。该工艺不需要模具，下料简单，组焊容易，周期短，对于大型单件的制作更是独具优势。