不锈钢管件成形工艺分析

　　表面带纹理的一次性浸润产品制造用不锈钢管件，结构上属于管形单端封闭零件，外径为φ36mm，壁厚为0.8mm，材料为SUS316不锈钢，直筒表面部分区域和前端曲面部分表面均布微型凹点结构，以15等分放射分布，部分区域外表面成光面，管长为(355±1)mm，纹理部分距封闭端长度为128.8mm。零件的凹点呈圆弧面结构，凹点开口直径为φ2.3mm，圆弧半径为R1.5mm，深度为0.5mm，凹点开口外壁为R0.2mm，颗粒饱满无塌角现象，内壁对应表面凹点位置呈向内凸起。

　　前期验证凹点纹理成形的方法与问题

　　(1)方法一：采用机加工方式制备凹点，加工一根管材耗时2~3h，效率低。受管材圆度、直线度偏差的影响，加工圆形凹点的深度不一致，凹点周边R加工困难。

　　(2)方法二：板材辊压纹理，采用板材辊压纹理可以实现精致凹点，但采用板材辊压后需对板材进行卷管，卷管后拼接缝需焊接，激光焊接会破坏拼缝附近或拼缝线上的凹点纹理，所以只能在焊缝位置不压制凹点，但这不是零件需要的形态。

　　(3)方法三：圆管辊压凹点，采用搓丝原理，在有内衬芯棒的情况下进行搓纹，由于管材与滚轮存在滑动，辊压的凹点易变形，不锈钢管件直线度、圆度均达不到要求。

　　凹点成形原理

　　当管材套到内模后，内模向外张紧内管壁，成形内模与不锈钢管件内管径相同，然后外模全周收缩，外模凸点接触材料并施压，在挤压力作用下，材料向内模凹点流动，最终凹点形状完成。

　　凹点成形解决方法

　　采用模具成形的方式制作不锈钢管件表面纹理，成形外模需考虑以下3点。

　　(1)直筒纹理挤压。首先上模下行推动滑块沿下模面向右运动挤压材料，然后上模抬升滑块向左脱模。凹点施力方向与材料垂直，保证成形效果。

　　(2)封口端曲面凹点挤压。为水平力成形，凸点与材料成一定角度，材料受侧向力挤压，凹纹理成形过后会严重变形。采用成形力与凹纹理法线方向同向的方式，兼顾曲面所有的凹点成形，因此需要滑块与水平成一定角度。

　　(3)凹点设计，为保障凹点成形后外壁凹点四周不塌陷，外壁与内壁凹点边缘设计成一致，根据体积计算，该区域成形前为2.21mm³，成形后底点壁厚设计成0.65mm，成形后体积略小于成形前该区域体积，保证外表面凹点四周饱满。