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承插弯头分模锻造成形规律研究
作者:孟村弯头 时间：2019-07-01 10:02
在管道系统中，弯头是专门用于改变管道走向的连接件，通常由45°弯头和90°弯头两大类。其主要成形方法有焊接法、冲压法、热推法、冷推法以及锻造成形。对于焊接法成形弯头，所成形的弯头为非整体式管接头，焊缝区的组织控制较为困难，因此弯头的力学性能较差。该方法适用于尺寸较大的弯头成形。对于冲压法成形弯头，该方法的工艺简单，生产效率高，但所成形的管接头存在严重的壁厚不均匀现象，且弯头外表面在拉应力下成形，不能有效保证其较好的力学性能。该方法适用于大型弯头的成形。对于热推法和冷推法成形弯头，是将管材进行感应加热后，在推杆和芯棒的作用下发生挤压变形，从而成形弯头。该方法容易实现弯头的批量成形，但所成形弯头存在壁厚不均、表面褶皱等问题。对于锻造成形弯头，该成形方式能够有效保证弯头质量，提高生产效率，非常适用于小尺寸弯头的成形。特别是在石油、化工、电力、机械等行业，由于弯头的使用环境比较苛刻，因此公称直径DN=15~80mm的承插弯头通常采用锻制弯头。
本文中所研究的承插弯头DN40为型90°承插弯头，该弯头为标准件，符合GB/T 14382-2008标准。该弯头为高压弯头，在使用过程中承受的压力等级为3000Lb，故需通过锻造工艺成形。本文采用分模锻造工艺能够成形带孔型的弯头锻件，从而有效节省材料。由于采用热成形工艺，故热锻件尺寸需考虑1.5%的冷收缩率。两冲头间需设有一定厚度的连皮，根据最小连皮尺寸的计算公式（2-1 ），可计算出最小连皮厚度为5.26mm，本锻件连皮厚度取为8mm。此外，由于内孔需进行机加工，故需保留1.5mm的加工余量。图2-1为带孔型承插弯头的热锻件图。
其中δ为连皮厚度， d为孔径， h为孔深
