硬模胀形典型结构分析与优化

硬模胀形除了前面介绍的几种形式外，这里再介绍几种方法。

1.“穿裤子”胀形

将直筒件扩口产生凸缘，然后压住凸缘进行胀形，工作过程平稳，工件内壁光滑；这种加工方法俗称穿裤子，是一种优于其他方式的硬模胀形法，如图6-22和图6-23所示。

图6-22 硬模胀形（穿裤子）

1—推料板 2—坯件 3—凸模 4—凹模 5—压料板 6—顶杆

图6-23 丁烷气体罐成形工艺流程

a）截管 b）扩口 c）缩口 d）胀形

2.竹节胀形模

竹节胀形模是硬模胀形的又一种方式。胀形动作在管材内部完成，管材长度基本上不受限制。胀形套用65MnSi2钢车制而成，经热处理后具有良好的弹性。

（1）小直径竹节胀形模 如图6-24所示，小直径竹节胀形模一般安装在机械压力机上。竹节胀套2通过管形套3、胀套连接座4固定在胀套座上。斜楔7向下运动时，推动滑块8向右移动，拉杆6拉动胀形塞对工件胀形。斜楔上行，滑块8在弹簧11的作用下自动复位。小导柱15起到保证滑块8做水平移动的作用。

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图6-24 小直径竹节胀形模

1—胀形塞 2—竹节胀套 3—管形套 4—胀套连接座 5—胀套座 6—拉杆 7—斜楔 8—滑块 9—弹簧座 10—迸帽 11—复位弹簧 12—螺母 13—靠背 14—底座 15—小导柱

设计胀形套时，必须着重考虑壁厚。弹簧套壁厚过大或过小都不好，以能支持钢管的变形阻力外还有0.5～1倍的裕度为好。弹簧套壁厚越大，发生弹性变形时的抗力越大，寿命越短。

理论上处于起弹性作用位置的壁厚越薄，机械疲劳损伤越小。此处的数值大小与胀套直径大小关系不大，而与分割槽的长短、分割等份数目关系密切。分割槽越短，每等份所占角度越大，弹性越差，壁厚值越需取小。在兼顾到胀套强度和热处理应力、变形等因素后，这一段位置的壁厚趋薄，胀套寿命反而会相对长一些。经验表明，弹簧套壁厚与割槽长度的比例控制在1∶30左右为宜。

弹簧套分割瓣（等分）数为4～16，直径越大，瓣数越多。通常取偶数以方便线切割加工。分割槽的尾端应作成圆弧，以防止应力向前扩张。

分割槽的切割宜在淬硬并经回火后进行。最好是在尾端用电火花穿孔，由尾部向头部方向加工，头部3～5mm不要割穿，所有等分全部割完后进行再次回火，最后将头部剩下的一点割穿。线切割后须经过二次回火，消除线切割对材料组织结构的损伤，晶格细化，对于延长寿命十分有利。

锥形塞的设计要计算到竹节管完全成形时（胀套张开）的角度，否则有可能在成形时将胀套锥面大端折断，令胀套报废。

（2）大直径竹节胀形模 图6-25所示为大直径竹节胀形模，出力较大，改用液压油缸提供驱动力，并在前端增加了钢管托，减轻工人劳动强度。传力杆与后座配合公差为H8／f8，应保持润滑。缸筒外安装传感器用来控制胀形塞拉杆的行程。

图6-25 竹节胀形模组装

采用二位三通液压控制阀控制液压缸动作，可以减少误操作，提高安全性。