管材無芯棒拉拔工藝，即管材的空拔，通常可以給出較大的半徑縮減量，但由於對壁厚變化未加控制，伴隨著直徑的縮小，壁厚有少許增加。
基本介紹
- 中文名：無芯棒拉拔
- 外文名：Coreless drawing
- 定義：基於長孔類拉拔工藝的液壓機
- 優點：結構簡單，易於製造
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
簡介,無芯棒拉拔過程應力應變分析,無芯拉拔過程實驗分析,總結,
簡介
管材無芯棒拉拔工藝，即管材的空拔，通常可以給出較大的半徑縮減量，但由於對壁厚變化未加控制，伴隨著直徑的縮小，壁厚有少許增加。
在無芯棒拉拔生產中，拉拔力的確定、壁厚計算及極限拉拔道次變形量的確定，關鍵取決於對相關問題正確的應力應變分析。關於無芯棒拉拔過程中應力應變分析的文獻很多，但其基本方程建立時，均採用壁厚不變的假設，即將力的平衡方程與屈服準則聯立求解，而忽視本構方程。這種將力與變形孤立起來的分析，不能直接計算出變形的分布，同時，由於過多的簡化條件，也使得到的解析解與實際生產過程有著一定差距。在軸對稱薄殼類零件的受力平衡微分方程中成功引入了應力應變關係方程，在增量理論的條件下，套用了塑性能量條件，同時考慮了壁厚變化、摩擦等因素，給出了用有限差分法求解的結果，成功得到了縮口和空拔工序的變形分布理論解，並做了實驗校核，但是該校核僅限於拉拔道次變形量較小時，未對拉拔道次變形量較大的情況進行校核。
通過實驗研究的方法，對不同初始直徑的管坯進行無芯棒拉拔實驗，重點分析拉拔道次變形量較大時出口端壁厚的變化規律，並與引入變形方程得到的理論解進行對比分析。
無芯棒拉拔過程應力應變分析
無芯棒拉拔工序屬於穩定軸對稱薄殼成形工序。變形區入口端半徑為 ，出口端半徑為 。在殼體上任取一單元體，在單元體上作用的力有模具側壁壓力、摩擦阻力、沿圓錐母線方向上軸向拉應力 及切向壓應力。
由於模具側壁壓力所引起的壁厚方向上的壓應力相對於軸向拉應力 。及切向壓應力小很多，可忽略不計，單元體處於平面應力狀態。
無芯拉拔過程實驗分析
實驗在哈爾濱工業大學100t材料試驗機上進行，模具、試件結構以及實驗裝置。模具材料選用45#鋼，並在機械加工後進行淬火處理，工作表面進行磨光，表面粗糙度0．8 ，模具出口端直徑27mm，模具半錐角12。。管坯材料選用低碳鋼Q235，為了保證初始壁厚的均勻性，由實心棒料經機械加工而成，材料屈服強度為235MPa，抗拉強度為405MPa，總延伸率為25 。工件的導正方式是採用定徑區導正，以保證拉拔過程不發生傾斜。
實驗採用管坯初始壁厚為1．5±0．05mm，初始外徑分別為30mm、32mm、35mm、39mm、43mm、46mm、50mm、53mm及55ram。初始管件及變形過程中的試件，通過測量不同初始直徑的無芯棒拉拔後出口端壁厚的變化情況，分析管材無芯棒拉拔時的壁厚變化規律。
總結
不同初始直徑的管材無芯棒拉拔無量綱應力的理論計算結果，隨著拉拔道次變形的增加，軸向應力增大。當壁厚增厚率減小時，軸向應力急劇增大。
