金屬波紋管廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。鄭州金屬波紋管制造商介紹了S型金屬波紋管的成型原理，并分析了S型金屬波紋管的模具設(shè)計(jì)。

金屬波紋管廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)械、環(huán)保、化工、民用等行業(yè)。汽車(chē)工業(yè)是一個(gè)重要的能源消耗行業(yè)，節(jié)能減排是世界各大汽車(chē)集團(tuán)面臨的重大課題。為確保汽車(chē)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須大力推進(jìn)節(jié)能、環(huán)保、安全、資源節(jié)約技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。金屬波紋管在機(jī)動(dòng)車(chē)排氣管中的應(yīng)用促進(jìn)了該技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了該技術(shù)在技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)注。

波紋管主要用于緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，降低噪聲和熱補(bǔ)償。為保證產(chǎn)品成型質(zhì)量，必須設(shè)計(jì)合理的液壓成型模具。本文討論了液壓成型過(guò)程中模具及相應(yīng)工藝參數(shù)的確定情況。我們從事汽車(chē)零部件制造業(yè)多年。根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，我們將討論確定液壓模具設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)的幾個(gè)要點(diǎn)。

二、成型原理概述

波紋管的生產(chǎn)方法有很多，如機(jī)械成型、液壓成型、輥壓成型等。液壓成型是一種常用的方法。液壓成型方法主要有單波連續(xù)成型和多波一次成型。我們?cè)谶@里說(shuō)的主要是多波一次成型，效率高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組裝調(diào)試難度大，通常用于波數(shù)少、質(zhì)量要求嚴(yán)格的管道加工。

模具的設(shè)計(jì)在液壓成型過(guò)程中非常重要，通常的模具結(jié)構(gòu)包括密封系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、成型模具、導(dǎo)向系統(tǒng)。成型時(shí)，管道兩端與一對(duì)芯軸配合，管道端部密封，中間的成型模具在端部模具之間均勻分布。然后在液壓作用下密封管道兩端，進(jìn)行成形作業(yè)。此時(shí)，管道從內(nèi)部膨脹，在膨脹部分形成半圓形峰值。然后，端部模具在合模系統(tǒng)的作用下相互移動(dòng)，直到管道在中間成型模具相互接觸時(shí)受到壓力，然后得到U形波。內(nèi)壓產(chǎn)生的徑向膨脹部分形成峰值，內(nèi)凹部分稱為谷。二次擠壓U形波較終得到S形波。

三、模具設(shè)計(jì)

1 確定液壓成型工藝參數(shù)

(1)波紋管成型管坯長(zhǎng)度計(jì)算:波紋展開(kāi)長(zhǎng)度 裝配長(zhǎng)度 輔助長(zhǎng)度。

(2)模塊距離計(jì)算:單波展開(kāi)長(zhǎng)度-模塊厚度。

(3)成型壓力和成型力的計(jì)算:初波壓力的計(jì)算:(理論值)P=2hσb/d 在一定范圍內(nèi)調(diào)整實(shí)際成型的較大壓力。

h-材料壁厚；σb-屈服強(qiáng)度；d-材料直徑；計(jì)算成型力；F=AP；A-波紋管的有效面積。

2 設(shè)計(jì)液壓成型模具

(1)在模具設(shè)計(jì)中考慮材料的反彈，模具的厚度一般為0波紋間距.85-0.9倍由于材料狀態(tài)不同，模具調(diào)試中的參數(shù)也略有調(diào)整。由于材料的反彈與硬度、壁厚等諸多因素有關(guān)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，一般先按上限取。

（2）模具波谷位置的圓角半徑R=（t-2h）/4.模具圓角機(jī)加手工研究，無(wú)明顯刀痕和尖棱。

（3）模具的整體長(zhǎng)度與設(shè)計(jì)的波紋管的長(zhǎng)度相匹配，并預(yù)留適當(dāng)?shù)拿芊舛?，以保持良好的液壓密封，確保壓力穩(wěn)定。

(4)導(dǎo)向部分具有良好的潤(rùn)滑性和表面粗糙度，以確保模塊在合模時(shí)平穩(wěn)移動(dòng)。

(5)合模系統(tǒng)的行程應(yīng)與產(chǎn)品波紋成型所需的行程相匹配。為了保證成型，一般在所需行程的基礎(chǔ)上增加一定的安全距離。

3. S模具設(shè)計(jì)的形波

模塊壓波時(shí)，避開(kāi)谷的圓角，擠壓與谷相連的位置。擠壓過(guò)程中，與谷的圓角相連的部分逐漸凹入谷附近的一側(cè)，形成S波。此時(shí)圓角和谷圓角呈減小趨勢(shì)，波紋外徑呈上升趨勢(shì)，谷位直徑呈下降趨勢(shì)，較終波寬和波間距由模具控制，模具的設(shè)計(jì)原理與液壓成型基本相同。

（1）隔板厚度根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中峰谷的尺寸確定。根據(jù)液壓成型模具的設(shè)計(jì)，反彈量一般為0.4-0.5左右。

(2)由于材料的狀態(tài)對(duì)成型參數(shù)影響很大，因此模塊的厚度根據(jù)調(diào)試情況進(jìn)行微量調(diào)整。

四、生產(chǎn)調(diào)試

（1）模具組裝：液壓成型操作的成型模具設(shè)置在相同的間隔內(nèi)，其數(shù)量對(duì)應(yīng)于管道中形成的波紋管段的峰值數(shù)量，并可以在管道的縱向（或軸向）中移動(dòng)。模具與導(dǎo)柱之間的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)阻塞和卡住，否則會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢和模具損壞。

(2)將管道放入成型模具中，向管道充壓，管道兩端保持密封，管道受液壓作用，形成一定數(shù)量的環(huán)形波紋。同時(shí)，在中間模具中凸模的限制下，谷形成。端部模具的移動(dòng)促進(jìn)了中間模具的軸向移動(dòng)和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)了波紋液壓的形成。管道周?chē)胁y，其中波紋管的峰谷橫截面為U形。

(3)排出管道壓力，釋放波紋管上縱向施加的壓力，去除模塊，波紋管形成。

(4)二次擠壓U形波，避免波谷的圓角。首先，擠壓與波谷相連的較寬位置。在擠壓過(guò)程中，波峰圓角與波谷圓角相連的部分在波谷附近逐漸凹陷，形成S形波。此時(shí)波峰圓角有減小的趨勢(shì)，波紋外徑有增加的趨勢(shì)。較終波寬和波間距由模具控制，此時(shí)得到S形波。

結(jié)語(yǔ)

采用液壓成型方法制造的波紋管具有良好的綜合性能，已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，特別是在汽車(chē)行業(yè)，促進(jìn)了該技術(shù)的發(fā)展，S形狀波紋管的性能優(yōu)于U形波，柔性增強(qiáng)，對(duì)惡劣的使用環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)，已應(yīng)用于歐洲高級(jí)車(chē)型。同時(shí)，對(duì)波紋管的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，它在波紋成型中起著事半功倍的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]徐開(kāi)先.波紋管組件的制造和應(yīng)用

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