封头成形力计算公式的分析与比较

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1、维普资讯http://www.cqvip.comf7～，封头成形力计算公式的分析与比较T∈r手(，7太原重型机械学院许树勤付渊。‘。。-一^一【提要】文中列举了四种封头成彤力的计算公式，分析了每个公式导出的力学摸型，并在2000kN油压机上进行了A3钢封头的整体热压成彤实验，将实镬li变形力与计算值进扦1比较．为封头成邢力公式的选用提拱1依据。关键词：芝垄力磁型：敞TheComparisonamongFormulasofCalculatingFo~mingLoadofTank'HeadXuShu

2、qinFuyuan[ABs．rRAcT]Fouf{armul圳fI~'ul¨11gigl。adoInkheadI1d丁hedef¨onm0de1which[orm~lrderi'~ed{toma⋯nlys~dHottankhead⋯eformedwithlowcarbonsteelin2OOOkNhydraulicpresaand1he{ormi~gloadsarcmensuredTmeasuredlo~dsrompar~dwicaleuh,ting0n．hprcvi~lestheb1s~or~

3、eIecling1he~ormulasofcak'ulatingformingloadofEnkheadKEYWORDS：lH㈨dF㈣nLnad．clcu1I硼封头成形力的计彝，对恰当地选择成形设(n'tm)；Dr为封头中径(mm)iS为坯料厚度备的吨位和合理地设计模具_都是至荧重要的。(ram)；为材料在成形温度下的强度极碾计算封头整体成形变形力的公式有根多，但各(N／ram)。种公式的计算结果相差甚远。为此，我们分析了公式(1)是基于拉伸模型导出的经驻公式，四种不同的封头成形力计算公式，揭示

4、了每个认为封头成形力与圆筒件拉伸时的极限载荷有公式导出的力学模型，并将2000kN油压机上荧．·D·S·‘就是中径为Dc的圆筒件拉伸整体热压环形封头的载荷实测值与计算值进行的极限裁荷。ll1()是毛坯中心层变形后的对』f了比较，为在生产中恰当选择封头成形力的计数应变．它相当于在成形力的计算中考虑了封算公式提供了依据头的拉延深度。公式(1)中的系数是经验数据对半球形封头来说D。=2D．所一封头成形力的计算公式nIn()一0．346C1．扭仲模型公式(1)可写为：P(1．6～2)1n()···sP，

5、=(O．55～0．69)·Dc·S·(2)(I)对直边为古D(D为封头公称直径)的标准椭圆式中；P为封头成形力(N)；D为毛坯直径封头，D。=／f丽DcⅢ，所咀《大型蚌槭讳}1995年第4期(总摹7O期)17维普资讯http://www.cqvip.comIn()=0．3l6公式(1)可写为：P】：(0．51～0．63)·D·S·(3)公式(2)、(3)可合并为；Pl=(0．51～0．69)·Dc·S·r(4)2．拉拔模型rP2一·Dc·s·^(一1)·(5)式中：P：为封头成形力(N)；^为摩

6、擦损失系数，热压时为l_2～1_5；K为封头内径d与外径D圜1弹面拉延摸型之比；其余符号意义同前。公式(5)是基于稳定流动的拉拔模型导出4．圃筒扭延模型渊的．认为成形力与封头横断面积、内外径比值以及摩擦状态有关，该公式不考虑封头拉延深度=1n+箍)对成形力的影响。当封头深度裉浅时，毛坯直径D。与封头外径D相差不太；当封头壁厚较薄(1+l却)+i南](9)时．可认为封头中径Dc与封头内径d相差不式中：P为封头成形力(N)；Q为压边力(N)；r太因此为凹模入口处圈角半径(ram)；其余符号意义同前。

7、)~ln(等)‘6)该公式是用主应力法求解得出的，在成形对半球形封头及标准椭圆封头来说，力的计算中考虑了压边力的影响以及毛坯进入Do凹摸时弯曲的影响，因此适应性好。D<＼2c将(6)式幂级数展开“后取第一项，得到：二、计算值与实测值的比较【n(等)D—l=妻一l(7)为了比较上述四种计算公式，在2000kN由此可见当封头很拽且壁厚较薄时．公式油压机上进行了球形封头整体热压实验，封头(1)和公式(5)将得出相同的结果。材料为A3钢．共压制了四个封头．分别称做R、3．球面拉廷模型sP、O件．各试件的

8、初始尺寸、终锻温度、成形P3—2m·ccos：exp[2,u(等一)](8)温度下的流动应力和强度极限，变形瑶尺寸以式中：P为封头成形力(N)；a为球面冲头半径及四种成形力计算中所用的数据均列于表1(其(ram)；c为封头成形后中心的厚度(ram)；中的值是封头外缘的位置)。为贴模点位置(见图1)；为毛坯与凹模间的摩将表1中的数字分别代入式(1)、(5)、(8)、擦系数；为材料在成形温度下的流动应力(9)可得出封头成形力的计算值P、P：、Pa和(N／mm)。P表2给出了封头成形力的实测值和计算值