T_CI 222-2023 三通管液压成形技术规范.pdf

学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载i团体标准T/CI 222-2023三通管液压成形技术规范Technical specification for T-shape tube formingTICS 49.035CCS V20/29中国国际科技促进会发 布2023-12-11 发布2023-12-11 实施学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CI 222-2023前言本文件按照 GB/T 1.1-2020 标准化工作导则第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由南昌航空大学提出。本文件由中国国际科技促进会归口。本文件起草单位：南昌航空大学、成都飞机工业（集团）有限责任公司、北京航天航空大学、南京航空航天大学、江西洪都航空工业集团有限责任公司、江西佳时特数控技术有限公司、西安飞机工业（集团）有限责任公司、上海航天精密机械研究所、江西腾峰航空机电有限公司。本文件主要起草人：徐雪峰、范玉斌、危立明、门向南、刘华、曾祥、谢君、张晓春、肖洁、孟宝、冯苏乐、邓涛、杨坪川、苏红亮、李仁花、张文俊、彭忠明、李勇、杨吟飞、李小曼、简瀚明、袁姣、文松涛、伍世天、孔庆海。学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CI 222-20231三通管液压成形技术规范1 范围本文件规定了三通管液压成形工艺的材料、设备、工装、工艺过程控制、质量控制、人员、安全等要求。本文件适用于管外径为(5150)mm、管壁厚为(0.52.5)mm 的三通管液压成形,其中薄壁管的材料可适用于铝合金、不锈钢、钛合金等。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBn 221 铝及铝合金冷拉管GBN 2296 航空用不锈钢无缝钢管规范GB/T4436 铝及铝合金管外形尺寸及公差HB4-55-95 导管弯曲半径HB 6058-1996 管套HB/Z 292-1996 飞机金属导管制造HB 5800-1999 一般公差Q/5A 3126-2004 数控导管成形工艺规范HB/Z 408-2013 铝合金小弯曲半径管的内压推弯成形工艺3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1液压成形 Hydroforming利用液体作为传力介质或模具使工件成形的一种塑性加工技术，称为液压成形。3.2内压 Internal pressure三通管成形时向管坯内注入液体以支撑管材胀形的压力。3.3学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CI 222-20232进给量 Feed value三通管成形时，管坯密封后，左、右推头的轴向位移量。3.4反冲推头 Counter punch三通管液压成形为支管提供反推力的部件。4 技术要求4.1 材料4.1.1 管材管材应符合下列标准：GBn221 铝及铝合金冷拉管GJB2296 航空用不锈钢无缝钢管规范4.1.2 润滑剂4.1.2.1 润滑剂应具有适当的粘度，对管材无腐蚀和易溶于有机溶剂。4.1.2.2 可釆用机油(航空滑油 60%80%和石蜡 20%40%的混合液)、聚四氟乙烯薄膜、油性二硫化钼、航空润滑脂作为润滑剂。4.1.2.3 润滑剂应根据润滑要求均匀地涂在管壁接触的所有活动面上，包括模具型腔、推头和管坯外壁。4.1.3.成形介质成形介质由纯水或由水添加一定比例乳化油组成的乳化液。4.2 设备设备应满足以下要求：a)应能保证三通管成形过程运动平稳可靠、动作准确、压力稳定且调节和控制方便。b)应具有工作台上下运动主油缸、左右侧推油缸的运动和提供系统压力的功能，主油缸用于移动上半模至工作位置，并提供上半模与下半模的合模力，左右侧推油缸提供零件变形所需的推力，整个系统的速度和压力应连续可调。c)设备应能为三通管成形提供足够的推力，根据零件材料成形性能与支管直径等可调节合适的成形内压，基本成形内压参数可按公式（5）近似估算。d)上、下活动工作台具有良好的平行度以及模具固定的卡槽，工作时运动平稳、可控，无卡死、滞涩等现象。学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CI 222-20233e)工作台和左右油缸移动时应无爬行和冲击现象，运动方式转换准确、灵活，各部件锁紧装置不应松动。f)机床及工作装置系统应有足够的刚度。g)应具备可靠的润滑装置，保证各运转部位得到正常的润滑，并应具有防尘措施。h)液压、润滑系统应不渗、不漏。4.3 工装4.3.1 工装结构三通管液压成形用工装如图 1 所示，包括上模、下模、左推头、右推头、反冲推头。1-左推头；2-上模；3-管坯；4-右推头；5-下模；6-反冲推头图 1 三通管液压成形工装结构示意4.3.2 上模和下模上、下模的型腔是零件成形关键，它们的分模面应与工作台面平行；上、下模的分模线为三通管主管中心为界，上模型腔为三通管主管一半，下模型腔由主管一半与支管组成，如图 1 所示。上、下模技术要求：a)上模和下模合模时，间隙应小于 0.1mm。b)上模和下模的型腔是工作部分，其形状和尺寸取决于三通管零件的形状和尺寸。c)模具型腔的直径应大于管坯直径 0.2mm0.4mm。d)型腔两端设计一个合适半径的圆角，防止推头与模具间刮损。e)上下模具选择高强度、耐磨损材料，型腔表面需要进行渗碳和淬火处理，硬度要求HRC5565；模具型腔粗糙度 Ra 要求不大于 0.8m。4.3.3 左推头和右推头三通管液压成形采用刚体密封，左、右推头在成形时提供推力与密封作用，其技术要求如下：学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CI 222-20234a)推头尾部应与推入油缸连接，其尺寸要求根据油缸卡盘大小设计，成形过程中应保证运动平稳，无松动，且拆装简单易操作。b)选择其中的一个推头设计与压力源连接的通道，使成形介质能够流入管坯。c)在成形时推头台阶端面与管坯端面接触，台阶高度应小于或等于管坯厚度保证密封性，并且需要进行倒角处理。d)左右推头应选择高强度、耐磨损材料，表面需要进行渗碳和淬火处理，硬度要求HRC4050，与模具型腔配合面的粗糙度 Ra 不大于 0.8m。4.3.4 反冲推头反冲推头在支管成形时提供反推力，其技术要求如下：a)反冲推头直径应小于下模支管型腔直径。b)反冲推头应进行倒圆角处理。c)反推冲头应选择高强度、耐磨损材料，表面需要进行渗碳和淬火处理，硬度要求HRC4050，与模具型腔与支管配合面的粗糙度 Ra 不大于 0.8m。5 工艺控制要求5.1 工艺过程三通管液压成形工艺原理如图 2 所示，成形工艺过程如图 3 所示。（a）成形前（b）成形后1-左推头；2-上模；3-管坯；4-右推头；5-下模；6-反冲推头图 2 三通管液压成形工装结构示意5.2 设备准备5.2.1 调整设备，保证设备各部分运转正常。5.2.2 安装模具，应使模具型腔的合力作用中心，左右推头中心与轴向液压缸轴线相重合，以防止压力机动力系统偏斜。5.2.3 上、下模合模时，型腔错位量应不大于 0.05mm，为使模具合模间隙不大于 0.1mm，学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CI 222-20235需要施加合模力，其计算公式件式（1）。=103(1)式中：合模力，单位吨（t）；整形压力，单位兆帕（MPa）；工件在水平面上的投影面积,对于轴向为曲线的零件，投影面积为宽度与轴线在水平面上投影长度之积，单位平方毫米（2）。5.3 管坯制备5.3.1 三通管的管坯长度应通过公式 4 及图 3 计算得出，并考虑工艺余量。0=+11（2）=（60%70%）0(3)2=0+(4)式中2实际管坯长度，单位为毫米（mm）；0理想初始管坯长度，单位为毫米（mm）；成形零件长度，单位为毫米（mm）；1支管高度，单位为毫米（mm）；1支管直径，单位为毫米（mm）；主管直径，单位为毫米（mm）；工艺余量，单位为毫米（mm）。5.3.2 管坯下料要求、端头要求、下料方法、下料长度极限偏差以及脱漆与除油均按 HB/Z292-1996 规定执行。（a）管坯（b）成形零件图 3 三通管管坯计算示意图学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CI 222-202365.3.2.1 同批零件同炉批号材料可一次性下料，同批零件不同炉批号材料应按炉批号分批下料。5.3.2.2 管坯下料通常在专用设备上进行。5.3.2.3 按标准实样或产品图样规定的定长，并按本指导文件 5.3.1 规定留出工艺余量，下料长度极限偏差为2mm。5.3.2.4 应仔细修光管坯端部，去除毛剌，防止模具与管件出现刮损。5.3.2.5 脱漆与除油用蒸汽除油或化学除油(含水棊清洗剂除油)，并用航空洗涤汽油清洗导管内外表面，清洗后用干燥清洁空气吹干。5.4 液压成形5.4.1 工艺参数的选取影响三通管成形质量的主要因素有成形内压、轴向进给量。工艺参数选择应满足以下要求：a）管件成形内压取自管件成形中的几个重要的理论压力值，分别是：初始屈服压力，整形压力和破裂压力。初始屈服压力（）可按公式（5）近似估算：=2（5）式中：管件材料屈服强度，单位为兆帕(MPa)；管坯厚度，单位为毫米（mm）；管坯直径，单位为毫米（mm）。整形压力（）可按公式（6）近似估算：=（6）式中：工件截面最小过渡圆角半径，单位为毫米(mm)；过渡圆角处的平均厚度，单位为毫米(mm)；整形时材料流动应力，单位为兆帕(MPa)。破裂压力（）可按公式（7）近似估算；=4（7）式中：整形时材料流动应力，单位为兆帕(MPa)。b）三通管在 Y 轴方向轴对称，其左右轴向进给量相等。轴向进给量(L)可根据公式（8）近似估算：学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CI 222-20237=22（8）c）根据计算得的初始屈服压力，整形压力，破裂压力和轴向进给量编辑内高压成形加载路径，加载路径如图（4）所示。图 4 加载路径示意图5.4.2 内高压成形之前应仔细清理模具型腔内表面，不应有颗粒、毛刺或油污。5.4.3 润滑剂应均匀地涂在模具型腔、推头端面和管坯外壁上。5.4.4 成形过程中，轴向进给速度根据零件要求确认。5.4.5 应选择合适的成形压力，压力过小导致出现波纹和椭圆的截面；压力过大増大了管坯与模具型腔工作表面的摩擦力，会导致管坯破裂和起皱。5.5 检验5.5.1 圆度比圆度比为同一截面上最大直径与最小直径之差。成形管件主管与支管的圆度比公差检验按 HB 4-55 规定执行。5.5.2 支管高度支管高度为支管顶端与主管高度差的长度，评判标准需符合零件尺寸要求，一般三通管的支管高度极限为 1D。5.5.2 弯曲后壁厚减薄量三通管最小管壁厚度检验按 HB4-55 规定执行。5.5.3 连接管外表面状态零件主管和支管的皱纹度、划伤度和压痕度检验按 HB4-55 规定执行。6 质量控制要求学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CI 222-202386.1 三通管液压成形前应进行相关的工艺试验，以获得成形时所需的工艺参数。6.2 成形中应严格控制以下工艺参数：成形内压、轴向进给量、摩擦润滑等。6.3 三通管液压成形等所用的工装和设备应在受控期内。7 人员、安全要求7.1 操作人员应经技术培训合格后持证上岗。7.2 加工操作应按相关安全要求进行。