金屬波紋管的液壓成型工藝
金屬軟管的制造工藝中，很重要的一個環節是液壓成型。液壓加工是截面為圓形、橢圓形、矩形、跑道形等環狀波紋管成型的普通工藝方法。調整好模具和管坯料的相對位置以后，向管坯料內腔充壓，再沿其軸向進行機械壓縮，一根給長度的波紋管就很快形成了。這是液壓成型的一種方法，叫做多波一次成型法。一般作彈性元件的波紋管，多采用這種加工方法。但對作為金屬軟管本體的波紋管來講，該方法就不行了。因為這類波紋管要求越長越好。為此，人們創造了另一種液壓成型的方法，即單波連續成型法。它能夠在管坯料長度條件允許的情況下，連續成型幾十、幾百，甚至幾千、幾萬個波紋。使用時，可按所需長度或所需波紋數截取。從這個意義上來講，它可以代替多波一次成型機床。只要更換不同規格的模具，就可以生產不同規格的波紋管。可以說，單波連續成型機床是波紋管加工的多功能設備，是該生產線上的關鍵設備。
一、單波連續成型法
金屬波紋管單波連續成型的工作程序如下：
（一）合模上、下兩片對稱的推模4和模片7同時平行地向管坯料軸心線垂直移動，將安裝在芯軸上的薄壁管坯料從外表面緊緊地包住。
（二）進芯軸芯袖克服密封圈%和管坯料內壁的摩擦阻力，向左移動，使固定在芯軸上的密封圈與模片相對運動到事先調定的位置。
（三）充填壓力液體工作液體從芯軸中心孔流向兩道密封圈之間，對管坯料內壁起作用。在液體壓力的作用下，兩道密封圈之間的管坯料凸起，形成初波。
（四）進推模推模克服彈簧的阻力，沿著導向滑桿向右移動，使原先初波的高度增加，寬度縮小，直至設計尺寸為止。
再經過：五、泄液壓；六、分模；七、退芯軸；八、退推模這四個工序把已經成型的波紋管從模具中脫出來；同時，又為下一個波紋的成型做好了準備。如此循環。每成型一個波紋約用4-40秒的時間。通徑越大，成型所需的時間就越長。
二、成型模具設計要素
波紋管液壓成型模具由一個芯軸、一付推模和一付模片組成。它們工作部位的截面形狀相應于波紋管截面形狀而變化。材料宜用中碳鋼或普通合金鋼。其強度、硬度和韌性方面的要求可與一般模具設計標準相同，但模具各部位的幾何尺寸，形位公差的確定，必須根據長期實踐所獲得的成熟經驗來考慮。否則，成功地設計出理想的金屬軟管模具是很困難的。
（一）不柱度和不同軸度
對于通徑為150毫米以下或各種當量截面的，不同波形的中小規格的波紋管，推模中心工作部位的不同軸度不能大于0.03-0.05毫米，其不柱度不能大于0.05-0.08毫米。尤其是對矩形截面的波紋管模具，要求還要更高一些。否則，在合模的時候，就可能將管坯料咬破，使之漏液，結果會由于壓力損失而使波紋成型不出來。即使管還未被咬破（僅是被咬傷了），成型時，這個部位壁厚就會更加變薄。這樣，必然影響它的使用壽命。對于矩形截面的波紋管，則在四個面上的波紋厚度、波谷寬度可能產生不均勻，或是波紋深度有差異。因此，嚴格地掌握不柱度和不同軸度的允差，是波紋管液壓成型模具設計中的一個基本原則。
（二）配合
在設計模具時，當然不能機械地按照管坯料通徑及壁厚去換算。由于管坯制造公差管材薄壁的嬌嫩性及單波連續成型工藝特點等原因，根據波紋管截面大小的不同，推模、模片與管坯料外表面應呈靜配合或相當于靜配合的過渡配合狀態。它們之間沒有間隙。為了成型過程中不泄漏，密封圈外徑要比芯軸外徑大一些，使套裝在芯軸上的管坯料的實際支承是密封圈，而不是芯軸本身。否則，在工作過程中則可能出現下述兩個問題。
1）由于模片、推模對管坯料包夾不緊而造成泄漏；
2）由于芯軸在管坯料中自然狀態不穩定而造成密封圈被沖擠出槽。
這兩種結果都將使壓力有較大降失，因而不能成型出合格的金屬軟管，甚至根本不能成型出波紋來。反之，如果推模、模片對管坯料包失太緊，必然在芯軸進給時造成系統壓力猛增。如果芯軸在管坯料中受壓太大，必然造成摩擦阻力的增大。這兩種結果又將給波紋管成型帶來不利條件，產生疊波（即波紋管波紋寬度和波谷寬度都縮小，趨向于零）的主要原因就在于此。所以，合理地控制模具與管坯料的配合關系是波紋管液壓成型模具設計中的一個重要環節。
（三）關于圓角值的確定
在模具上，各部位的R值有其各種不同的作用。
R值的大小，直接影響波紋管的成型質量。由于各種材料、規格的不同，波紋成型后的回彈量大小也不相同。
R值確定得是否得當，直接關系到能否生產出合格的產品。所以說，認真地分析各個R值的實際意義亦是波紋管液壓成型模具設計中一個不可忽視的方面。
一、單波連續成型法
金屬波紋管單波連續成型的工作程序如下：
（一）合模上、下兩片對稱的推模4和模片7同時平行地向管坯料軸心線垂直移動，將安裝在芯軸上的薄壁管坯料從外表面緊緊地包住。
（二）進芯軸芯袖克服密封圈%和管坯料內壁的摩擦阻力，向左移動，使固定在芯軸上的密封圈與模片相對運動到事先調定的位置。
（三）充填壓力液體工作液體從芯軸中心孔流向兩道密封圈之間，對管坯料內壁起作用。在液體壓力的作用下，兩道密封圈之間的管坯料凸起，形成初波。
（四）進推模推模克服彈簧的阻力，沿著導向滑桿向右移動，使原先初波的高度增加，寬度縮小，直至設計尺寸為止。
再經過：五、泄液壓；六、分模；七、退芯軸；八、退推模這四個工序把已經成型的波紋管從模具中脫出來；同時，又為下一個波紋的成型做好了準備。如此循環。每成型一個波紋約用4-40秒的時間。通徑越大，成型所需的時間就越長。
二、成型模具設計要素
波紋管液壓成型模具由一個芯軸、一付推模和一付模片組成。它們工作部位的截面形狀相應于波紋管截面形狀而變化。材料宜用中碳鋼或普通合金鋼。其強度、硬度和韌性方面的要求可與一般模具設計標準相同，但模具各部位的幾何尺寸，形位公差的確定，必須根據長期實踐所獲得的成熟經驗來考慮。否則，成功地設計出理想的金屬軟管模具是很困難的。
（一）不柱度和不同軸度
對于通徑為150毫米以下或各種當量截面的，不同波形的中小規格的波紋管，推模中心工作部位的不同軸度不能大于0.03-0.05毫米，其不柱度不能大于0.05-0.08毫米。尤其是對矩形截面的波紋管模具，要求還要更高一些。否則，在合模的時候，就可能將管坯料咬破，使之漏液，結果會由于壓力損失而使波紋成型不出來。即使管還未被咬破（僅是被咬傷了），成型時，這個部位壁厚就會更加變薄。這樣，必然影響它的使用壽命。對于矩形截面的波紋管，則在四個面上的波紋厚度、波谷寬度可能產生不均勻，或是波紋深度有差異。因此，嚴格地掌握不柱度和不同軸度的允差，是波紋管液壓成型模具設計中的一個基本原則。
（二）配合
在設計模具時，當然不能機械地按照管坯料通徑及壁厚去換算。由于管坯制造公差管材薄壁的嬌嫩性及單波連續成型工藝特點等原因，根據波紋管截面大小的不同，推模、模片與管坯料外表面應呈靜配合或相當于靜配合的過渡配合狀態。它們之間沒有間隙。為了成型過程中不泄漏，密封圈外徑要比芯軸外徑大一些，使套裝在芯軸上的管坯料的實際支承是密封圈，而不是芯軸本身。否則，在工作過程中則可能出現下述兩個問題。
1）由于模片、推模對管坯料包夾不緊而造成泄漏；
2）由于芯軸在管坯料中自然狀態不穩定而造成密封圈被沖擠出槽。
這兩種結果都將使壓力有較大降失，因而不能成型出合格的金屬軟管，甚至根本不能成型出波紋來。反之，如果推模、模片對管坯料包失太緊，必然在芯軸進給時造成系統壓力猛增。如果芯軸在管坯料中受壓太大，必然造成摩擦阻力的增大。這兩種結果又將給波紋管成型帶來不利條件，產生疊波（即波紋管波紋寬度和波谷寬度都縮小，趨向于零）的主要原因就在于此。所以，合理地控制模具與管坯料的配合關系是波紋管液壓成型模具設計中的一個重要環節。
（三）關于圓角值的確定
在模具上，各部位的R值有其各種不同的作用。
R值的大小，直接影響波紋管的成型質量。由于各種材料、規格的不同，波紋成型后的回彈量大小也不相同。
R值確定得是否得當，直接關系到能否生產出合格的產品。所以說，認真地分析各個R值的實際意義亦是波紋管液壓成型模具設計中一個不可忽視的方面。
下一條：淺談不銹鋼波紋管材質差異
相關標簽:聚氨酯波紋管成型機
