异径管的冲压成形和分布特征
大小头成型方法
大小头的缩径成形工艺是将与大小头大端直径相等的管坯放入成形模中，通过沿管坯轴向方向的压制，使金属沿模腔运动并收缩成形。根据异径管变径的大小，分为一次压制成形或多次压制成形。
2.用冲压成形工艺进行生产。拉伸所使用的冲模形状参照大小头内表面尺寸设计，用冲模将下料后的钢板冲压拉伸成形。
以上就是我和大家分享的有关大小头的小知识，希望对您有所帮助，如有问题请和我们公司联系，我们将为您提供及时全面的服务。
山西双环重型机械有限公司是专业生产碳钢、合金钢、不锈钢等材质的大型环件、锻件、风力发电机组的基础环法兰和塔筒连接法兰等，并自主研发重型锻造机械设备的大型企业。
大小头是用于管道变径处的一种管件，其采用的成形工艺为缩径压制、扩径压制或缩径加扩径压制，对某些规格的异径管也可采用冲压成形。下面就来为您简单介绍一下：
同心异径管详细说明
同心异径管详细说明：同心异径管（同心大小头）不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损.能够在行业中充分发挥良好的作用和性能。
同心异径管（同心大小头）在一定的行业和领域中展现重要的作用和性能，在使用中显示一定的优势和特点,同心异径管还是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。
同心异径管（同心大小头）耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢.又称不锈耐酸钢.实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为同心异径管,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢.由于两者在化学成分上的差异,前者不一定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性.同心异径管（同心大小头）的缩径成形工艺是将与异径管大端直径相等的管坯放入成形模中，通过沿管坯轴向方向的压制，使金属沿模腔运动并收缩成形。
根据异径管变径的大小，分为一次压制成形或多次压制成形。
同心异径管扩径成形是采用小于异径管大端直径的管坯，用内冲模沿管坯内径扩径成形。
同心异径管（同心大小头）扩径工艺主要解决变径偏大的异径管不易通过缩径成形的情况，有时根据材料和产品成形需要，将扩径与缩径的方法合并使用。
在缩径或扩径变形压制过程中，根据不同材料和变径情况，确定采用冷压或热压。
通常情况下，尽量采用冷压，但对多次变径而引起严重的加工硬化的情况、壁厚偏厚的情况或合金钢的材料宜采用热压。
沧州恒运管道装备制造有限公司是集生产加工与科技自主研发于一体的实体类生产经营厂家,我公司主导产品有弯头、法兰、三通四通、异径管、弯管、管帽、防水套管、人孔、金属软管等，采用碳钢、合金钢、不锈钢等材质原厂管材，产品生产执行ASTM、DIN、DLT、HG、JB、JIS 、MSS、SH、SY、ROCT等生产标准，非标产品亦可定制生产。
公司生产主要产品：钢制管件、耐麿管件、防腐管件。
其中钢制管件包括：弯头、弯管、三通、异径管、法兰、封头、管帽、等高、中低压三大系列，产品材质分别有碳钢、不锈钢、合金钢及用户特殊要求的其他金属材料，管件产品共有上千种规格、型号。
冲压工艺与模具设计(3)
三向应力状态——宽板弯曲变形工艺（板料变薄，材料在厚度方向互相挤压，产生压应力） 在其余工序中，各板料成形时，垂直于板料平面的应力数值很小，使毛 坯产生变形的应力可以看成是板平面上互相垂直的径向里和切向力的合成。
1、两向受拉的应力状态 （胀形、 翻孔）
最大拉应力方向上的变形一定是伸长变形，应力为零的方向上的变形一 定是压缩变形。由此判断在两向拉应力作用下的变形会使材料边薄。
2、一拉一压，以拉为主的应力状态（扩口）
切向拉应力绝对值大于径向压应力 在拉应力方向上的变形一定是伸长变形，而在压 应力方向上的变形一定压缩变形，无应力方向上的变 形也是压缩变形，因此，材料变薄。
3、一压一拉，以压为主（拉深） 径向拉应力小于切向压应力
在压应力方向的变形一定是压缩变形，且 为最大变形，在拉应力方向上的变形为伸长 变形，在无应力方向上也为伸长变形，
§1-3 各种冲压成形方法的力学特点与分类
一,冲压成形时的力学特点
变 形 区—— 毛坯在力的作用下产生变形 非变形区—— 已经经历过变形的已变形区 尚为参与变形的待变形区 不变形区（传力区）
在应力状态下，满足屈服准则的区域内产生塑性变形，没有满足屈服准则的区域不产生塑性变形 毛坯变形区的力学状态，不仅从变形力学方面决定了冲压工序的性质，而且与成形极限，成形质量以及 所需要的变形力或变形功等有着密切的关系，它是制定成形工艺规程，设计成形模具和确定成形极限参数的 主要依据。
（1）传力区是否有足够的强度——不被拉裂
（2）成形区可能会出现的问题——失稳，起皱（压缩变形） 失稳、拉裂（伸长变形） 要使材料成形顺利，必须采取措施，提高极限变形参数，防止起皱和拉 裂
三，提高成形极限的措施
1、提高伸长类成形极限的措施 （1）减小变形不均匀程度 伸长类变形的拉裂是因为局部过度变薄而出现的，因此应尽量减小局 部的集中变形，使总的均匀变形程度增加。
异径管的标准及其失效分析_陈孙艺
· 30 ·
化肥设计
第 43 卷 第 3 期
Chemical Fertilizer Desig n 2005 年 6 月
异径管的标准及其失效分析
陈 孙 艺1, 2 , 柳 曾 典1
(1 .华东理工大学 化工机械研究所 , 上海 200237 ;2 .中国石化茂名石化机械厂 , 广东 茂名 525024)
1 异径管标准体系
国内外常用的异径管标准见表 1 。 我国无缝异 径管规 格参数 为 DN15 ～ DN 800 mm 、 PN1 .6 ～ PN 32 M Pa , 焊制有缝异径管规格参数为 DN 400 ～ DN 1 600 mm 、 PN 1 .6 ～ PN 10 M Pa 。关于 管件的 公称通径 , 新标准 GB/ T 1047 -1995《管道元件的公 称通径》代替了 GB1047 -1970《 管子与管路附件的 公称通径》 , 管道和管道附件 、 配件的公称 直径也 称为 公称通径 , 它是名义 直径 , 既不 等于管道 外 径 , 也不等于管道内径 。文献[ 1] 中表 4 -1 -20 提 供了可锻铸铁制造的异径管内外螺纹弯头的外形及 规格尺寸 。 在国外 , 著名的 美国国家 标准 ASME/ A N SI B16 .9[ 2] 特别列出了大半径和缩径弯头的尺
会 M SS SP -43
9 JIS B2311
10 JIS B2311
Wrought S tainless S teel But t Welding Fit tings 日本的一般配管标准 日本的特殊配管标准
×√√
×√√ ×√√
注 :√和×分别表示标 准中有 或没有 异径管 结构形 式 。 序号 1 ～ 5 为中国标准 , 6 ～ 10 为国外标准 。
法兰 三通 异径管
锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
铸造——熔炼金属，制造铸型，并讲熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。
比较：金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。
铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。
铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。
此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件，都是铸件所无法比拟的。
弯头--elbow在管路系统中，弯头是改变管路方向的管件。
按角度分，有45°及90°180°三种最常用的，另外根据工程需要还包括60°等其他非正常角度弯头。
分类1.以材质划分碳钢，铸钢，合金钢，不锈钢，铜，铝合金，塑料，氩硌沥，PVC，PPR等。
2.以制作方法划分可分为推制、压制、锻制、铸造等。
3.以制造标准划分可分为国标、电标、水标、美标、德标、日标、俄标等。
4.按它的曲率半径来分：可分为长半径弯头和短半径弯头。
长半径弯头指它的曲率半径等于1.5倍的管子的外径，即R=1.5D。
短半径弯头指它的曲率半径等于管子外径，即R=1.0D。
（D为弯头直径，R为曲率半径）。
5.若按压力等级来分：大约有十七种，和美国的管子标准是相同的，有：Sch5s、Sch10s、Sch10、Sch20、Sch30、Sch40s、STD、Sch40、Sch60、Sch80s、XS;Sch80、SCH100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS;其中最常用的是STD 和XS两种。
异径管缩口工艺探讨
异径管缩口工艺探讨摘要：结合天津宝成机械制造股份有限公司的实际情况，就异径管缩口工艺进行了论述，详细分析了异径管缩口工艺的相关情况，并对工艺改进后的情况进行了评价。
关键词：异径管；工艺；缩口一、前言异径管也叫大小头,用来连接不同尺寸的管子,一般它分为同心异径管和偏心异径管两种,当异径管立起来后两端口的投影是同心圆时,它就叫同心异径管,而偏心异径管的投影是小圆内切于外圆。
同心异径管的质量应符合现行国家标准《钢制对焊无缝管件》GB/T 12459的规定,并应满足下列要求:同心异径管的圆度不应大于相应端外径的1%,且允许偏差为±3mm,同心异径管两端中心线应重合,其偏心值允许偏差为±5mm。
随着锅炉容量增大、蒸汽参数提高，在管路系统阀门连接处、大直径加温器与高温低温过热器集箱连接处、锅炉本体部分为保证介质流在不同压力和温度下均衡流速而广泛采用异径管接口，其接口尺寸从φ76至φ219品种繁多，范围十分广泛，对生产工艺提出了更高的要求。
根据本公司无异径管缩口专用设备的实情，我们在普通压力机上，采用模具，实现了异径管的缩口的工艺。
二、工艺参数缩口是指在空心坯料或管状坯料的端部使其径向尺寸减小的成形方法。
缩口时，变形区内金属受切向压力和轴向压力的作用，而使直径缩小、壁厚和高度增加切向压应力也使变形区材料易于起失稳起皱，同时在非变形区的筒壁，由于承受全部缩口压力P，也可能引失稳变形。
因此，防止失稳是缩口工艺的主要问题，其极限变形程度受到侧壁的抗压强度或稳定性的限制。
缩口按工艺方法分为：模压缩口，旋压缩口和冲压缩口。
按缩口时是否对工件加热又可分为常温缩口和加热缩口。
本公司由于条件限制，多半采用常温状态下的模压缩口。
1、模压缩口模压缩口是指使用专用的或通用的缩口模，通常是在冲床或液压机上进行。
2、缩口系数生产中常用缩口系数表示管口缩径的变形程度，其值为管口缩径后与缩径前的直径之比。
总的缩口系数 (1)KS—总的缩口系数dn—第n次缩口后的直径do—毛坯直径缩口系数与模的结构形式关系极大，还与材料的种类，先对厚度有关。
异径管
异径管的技术知识
异径管的圆度不应大于相应端外径的1%,且允许偏差为±3mm. 同心异径管极限扭矩相对要比偏心异径管的极限扭矩略大一点,异径 弯管大端面截面承受扭矩时的极限扭矩相对要比小端面截面承受扭 偏心异径管 矩时的极限扭矩小.在异径弯管承受端面扭矩作用上,还提出了一端 的扭矩无法完全传递到另一端的概念,扭矩在传递中会逐渐转化为弯 矩.90°弯管一个端面的弯矩既可由另一个端面的扭矩转化而来.4提 出了同心异径管,偏心异径管和异径弯管的有限元模作
异径管优势
• 异径管也叫大小头,用来连接不同尺寸的管子;一般它分为同心异径 管和偏心异径管两种,当异径管立起来后两端口的投影是同心圆时, 它就叫同心异径管,而偏心异径管的投影是小圆内切于外圆.异径管 采用异径密排技术的热水器,不论春夏秋冬四季如何变化,即使在阴, 雨,雪的天气中,也因其高效率而具有良好的先热达到洗浴温度的特 点.同时,节能减排效果更为显著,采用异径密排技术热水器整机光热 效率可达73%左右,既节电,节煤,又减少二氧化碳排放量.异径管也 叫大小头,用来连接不同尺寸的管子;一般它分为同心异径管和偏心 异径管两种,当异径管立起来后两端口的投影是同心圆时,它就叫同 心异径管,而偏心异径管的投影是小圆内切于外圆.异径管采用异径 密排技术的热水器,不论春夏秋冬四季如何变化,即使在阴,雨,雪的 天气中,也因其高效率而具有良好的先热达到洗浴温度的特点.同时, 节能减排效果更为显著,采用异径密排技术热水器整机光热效率可 达73%左右,既节电,节煤,又减少二氧化碳排放量.
管件(弯头、三通、异径管、管接头、管帽)知识
管件（弯头、三通、异径管、管接头、管帽）知识在管系中改变走向、标高或改变管径以及由主管上引出支管等均需用管件。
由于管系形状各异、简繁不等，因此，管件的种类较多。
常用的管件有弯头、三通、异径管、管接头、管帽等。
一、弯头弯头是用来改变管道的走向。
常用弯头的弯曲角度为90°、45°和180°，180°弯头也称为U型弯管，也有特殊角度的弯头，但为数极少。
1、玛钢弯头玛钢弯头，也称可锻铸铁弯头，是最常见的螺纹弯头。
玛钢弯头的规格比较小，常用的规格范围为1/2～4英寸，按其不同的表面处理分镀锌和不镀锌两种。
这种玛钢管件，主要用于采暖，上下水管道和煤气管道上。
在工艺过程中，除需要经常拆卸的低压管道外，其他物料管道上很少使用。
2、压制弯头压制弯头，也称冲压弯头或无缝弯头，是用优质碳素钢、不锈耐酸钢和低合金钢无缝管等，在特制的模具内压制成型的。
其弯曲半径为公称直径的一倍半（R=1.5DN），在特殊场合下也可采用弯曲半径等于公称直径的弯头（R=1DN）。
其规格范围在DN20～600mm以内。
其壁厚范围与无缝钢管的表号一致。
压制弯头一般由专业制造厂或加工厂用标准无缝钢管冲压加工而成，出厂时弯头两端应加工好坡口。
3、冲压焊接弯头冲压焊接弯头，是采用板材经模具冲压成半块环形弯头，然后将两块半环弯头进行组对焊接成型。
其弯曲半径同无缝管弯头，规格范围为公称直径200mm以上。
4、焊接弯头焊接弯头，也称虾米腰或虾体弯头。
制作方法有两种：一种是在加工厂用钢板下料，切割后卷制焊接成型，多数用于钢板卷管的配套。
另一种是用管材下料，经组对焊接成型，其规格一般在200mm以上。
使用温度不能大于200℃，一般可在施工现场制作。
5、高压弯头高压弯头，是采用优质碳素钢或低合金钢锻造而成。
根据管道连接形式，弯头两端加工成螺纹或坡口，加工的精密度很高，要求管口螺纹与法兰口螺纹能紧密配套自由拧入并不得松动。
适用于压力22.0、32.0MPa的石油化工管道，常用规格范围为DN6～200mm。
异径管冲压工艺试验研究
２１ ０ ０年 第 １ 期 ２
技 术 文集 ．
虽然 旋压 加工 与 冲压加 工 相 比生 产 率较 低 ， 但
是 因不 同排量 的汽 车需要 不 同种类 的三元 催化 器壳
５ 赵云 豪李彦 利． 技术 与应用 ． 京 ： 械工业 出版社 ，０ ８ 旋压 北 机 ２０．
体 ， 以采用 旋压 技术可 在提 高加 工速度 的前 提下 ， 所
主题 词 ： 异径管
冲压
模 具
中图分类 号 ： ４ ４１４． 文 献标识 码 ： 文章 编号 ：０ ０ ３ ０ （０ ０ １ — ０ １ ０ Ｕ ６． ＋ ３ ４ Ａ １ ０ — ７ ３ ２ １ ）２ ０ ５ — ４
Ｅｘ ｒｍ ｅ ａ ｓ ａ ｃ ｎ Ｒｅ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｄｕｃｎ ｐｅ Ｓ ａ ｐ ｎｇ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ｐｉ ｔ ｍ ｉ ｏ ｅ ｓ
・
材料 ・ 工艺 ・ 设备 ・
异径 管冲压工艺试 验研 究
郁 捷 安
（ 汽～ 大众 汽车有 限公 司 ） 一
【 摘要 】 对适用 于新结构消声器的前端异径管进行了工艺性 分析 ， 确定 了该异径管的制造工艺过程， 并针对重点
工 序设 计 了模 具 ． 出 了 集 多 次 拉延 冲孔 、 １ 、 边 、 凸 缘 、 口等 工 序 为 一 体 的异 径 管制 造 工 艺 。 生 产 实 践 表 提 翻： 修 ３ 翻 切 明， 该工 艺 的生 产 投 入成 本低 ， 可实 现 较 高 的 加 工 精 度 和装 配 精 度 。
ｉｔｏ ｕ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ．Ｔｈ ｒ ｄｕ ｔｏ ｒ ｃｉ ｅ ｎｄｃ ｔ ｓ ｔ ｔ ｔ ｓ ｐｒ ｅ ｓ ｈ ｓ ｌ ｗ ｏｄ ｃ ｉｎ ｉ ｖ ｓｍｅ ，ｈ ｇ ｃ ｎｉｇ ｐ ｅ ｉｉｎ ｅ ｐ ｏ ｃｉ ｎ ｐ ａ ｔｃ ｉ ｉａ ｅ ｈａ ｈｉ ｏｃ ｓ ａ ｏ ｐｒ ｕ ｔｏ ｎ ＇ ｔ ｎｔ ｉ ｈ ｍａ ｈｉ ｎ ｒ ｃ ｓｏ ｅ ａ ｄ ｍ ｏ ｎ ｉ ｒ ｃｓｏ ａ ｅ ｌ ｅ ｎ ｕ ｔｎｇ ｐ ｅ ｉｉｎ ｃ ｎ ｂｅ ｒ ａｉ ｄ． ｚ
无缝管件的成形工艺
无缝管件的成形工艺无缝管件指使用无缝管或钢板制造的不带焊缝的管件。
近几年，由于焊管制造水平的提高，在工程设计中一些焊管制造的管件也经常使用，特别是薄壁不锈钢焊管制造的管件所占比例迅速提高。
因焊管管件成形所采用的工艺与无缝管件大致相同，故这里所述的无缝管件成形工艺也适用于焊管制造的管件。
①无缝弯头弯头是用于管道转弯处的一种管件。
在管道系统所使用的全部管件中，所占比例最大，约为80%。
通常，对不同材料或壁厚的弯头选择不同的成形工艺。
目前，制造厂常用的无缝弯头成形工艺有热推、冲压、挤压等。
a. 热推成形热推弯头成形工艺是采用专用弯头推制机、芯模和加热装置，使套在模具上的坯料在推制机的推动下向前运动，在运动中被加热、扩径并弯曲成形的过程。
热推弯头成形的示意图见图1-模具2-坯料3-加热装置4-正在成形的弯头热推弯头成形示意图热推弯头的变形特点是根据金属材料塑性变形前后体积不变的规律确定管坯直径，所采用的管坯直径小于弯头直径，通过芯模控制坯料的变形过程，使内弧处被压缩的金属流动，补偿到因扩径而减薄的其它部位，从而得到壁厚均匀的弯头。
热推弯头成形工艺具有外形美观、壁厚均匀和连续作业，适于大批量生产的特点，因而成为碳钢、合金钢弯头的主要成形方法，并也应用在某些规格的不锈钢弯头的成形中。
成形过程的加热方式有中频或高频感应加热（加热圈可为多圈或单圈）、火焰加热和反射炉加热，采用何种加热方式视成形产品要求和能源情况决定。
b. 冲压成形冲压成形弯头是最早应用于批量生产无缝弯头的成形工艺，目前，在常用规格的弯头生产中已被热推法或其它成形工艺所替代，但在某些规格的弯头中因生产数量少、壁厚过厚或产品有特殊要求时仍在使用。
弯头的冲压成形采用与弯头外径相等的管坯，使用压力机在模具中直接压制成形。
冲压弯头成形的示意图见图1-上模2-端模3-内芯4-弯头5-下模冲压弯头成形示意图如图所示，在冲压前，管坯摆放在下模上，将内芯及端模装入管坯，上模向下运动开始压制，通过外模的约束和内模的支撑作用使弯头成形。
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冲压成形
除使用钢管为原料生产异径管外，对部分规格的异径管还可用钢板采用冲压成形工艺进行生产。
拉伸所使用的冲模形状参照异径管内表面尺寸设计，用冲模将下料后的钢板冲压拉伸成形。
应力分布的特征
(1)内压作用下同心异径管大小端的面积压力差产生的弯矩引起大端相对张开、小端相对收缩的现象；
(2)内压作用下偏心异径管偏心侧大端内表面及偏心侧中部外表面的环向应力最大。
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