一家专注流体压力成形技术
【作 者】刘光辉;孙红星;王振;张亚龙;云淑娟;刘丹;张超;刘华
T 形不锈钢阀体被广泛应用于差压/ 压力变送器、 压力仪表等的配套安装, 可用于开启、 切断、排放流体的流量、 压力、 压差和液位等操作, 同时方便仪表的在线安装、 调试、 维护和检查, 其通常在高温、 高压的环境中工作[1-3]。目前, 该类型阀体通常采用板材或棒材切削加工的方式生产, 其材料利用率及生产效率低, 而且在切削加工过程中会导致金属流线切断, 严重影响其性能。 因此, 需要研究一种新的成形工艺以提高材料利用率、 生产效率及零件强度。 该阀体材质为 316L 不锈钢, 其锻造温度区间较窄[4-5], 锻件容易出现裂纹, 温度对其变形抗力及金属流动的影响较大。 河南科技大学郜建新等[6] 研究了 316L 不锈钢套筒的热挤压工艺,研究结果表明对 316L 不锈钢的变形抗力影响最大的是变形温度, 随着变形温度的增加, 变形抗力降低。
当变形温度为 1150 ℃ 及以上时, 316L 不锈钢的变形抗力变化小且较平稳; 在 1150 ℃以下时, 变形抗力变化较大且剧烈。 北京科技大学宋仁伯等[7] 研究了 316L 不锈钢的冷变形加工硬化机制及组织特征。本文提出了一种新的 T 形不锈钢阀体多轴联动成形工艺, 结合零件特点, 制定了多轴联动成形工艺, 具体的成形工艺为: 将带锯床锯切完成的圆棒料放入模具中, 通过多向数控联动成形压机对坯料各个方向施加压力, 使材料产生相应的塑性变形,最终完成阀体锻件的成形。 本文中, 首先制定多轴联动成形工艺, 然后使用 Deform-3D 对成形过程进行模拟分析并优化, 再根据优化的工艺进行模具设计和工艺试验验证。 本文研究对该类零件的多轴联动成形工艺具有一定的指导意义。
【结 论】
(1) 通过有限元模拟, 得到了优化的工艺参数, 为工艺试验奠定了基础。
(2) 通过数值模拟和试验验证, 确立了稳定的成形工艺参数和可靠性较高的模具结构, 试验锻件充填饱满, 金属流线分布合理, 说明本文提出的 T形不锈钢阀体多轴联动精密成形工艺的可行性高,可为该类零件的生产制造提供指导。
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