带壁厚偏差管大变形推压缩径端部周向褶皱研究

摘要

无缝钢管推压缩径生产中的端部内壁周向褶皱会严重影响制件质量.通过测量无缝钢管壁厚,发现壁厚沿周向分布存在薄厚交替性变化规律;通过建立带壁厚偏差管推压缩径力学模型,分析管坯在减径、圆角及出口区的应力及变形特征,得到端部周向褶皱的生成机理.进行不同壁厚偏差管四道次推压缩径试验,结果表明端部不平度均大于初始不平度、定径区不平度均小于初始不平度,与理论分析吻合;总结了壁厚偏差和缩径道次对不平度、相对不平度的影响规律,并给出了产生周向褶皱的工艺参数范围.建立内表面为周期性正弦变化、外表面为圆形的壁厚偏差管几何模型,模拟出周向褶皱的生成与发展过程,得到壁厚、相对不平度在缩径各阶段的演变规律,模拟结果与理论分析吻合、与试验结果趋势一致.采用推压-拉拔缩径,可以大幅降低端部不平度和翘曲,有效提高成形质量.