金属煨管及弯管计算
一、弯管的一般知识
1）弯管的主要形式：各种角度的弯头、U形管、来回弯(或称乙字弯)和弧形弯管等，如图1—1所示。
图1-1弯管的主要形式
①、弯头是带有一个任意弯曲角的管件，它被用在管子的转弯处。弯头的
弯曲半径用R表示。R较大时，管子的弯曲部分就较大，弯管就比较
平滑；R较小时，管子的弯曲部分就较小，弯得就较急。
②、来回弯是带有两个弯曲角(一般为135°)的管件。来回弯管子弯曲端
中心线间的距离叫做来回弯的高度，用字母h表示。管道与不在同一
平面上的接点连接时，一般需采用来回弯。
③、U形管是成正半圆形的管件。管子的两端中心线间的距离d等于两倍
弯曲半径R。U形管可代替两个90°弯头。
④、弧形弯管是带有三个弯曲角的管件。中间角一般成90°，侧角成
135°。弧形弯管用于绕过其它管子。
2）弯管尺寸由管径、弯曲角度和弯曲半径三者确定。
①、弯曲角度根据图纸和施工现场实际情况确定，然后制出样板，照样板
煨制并按样板检查煨制管件弯曲角度是否符合要求。样板可用圆钢煨
制，圆钢的直径根据所煨管径的大小选用，10-14mm即可。
②、弯管的弯曲半径既不能过大，也不能选得太小。因为弯曲半径过大，
不但用材料多，而且管子弯曲部分所占的地方也大，这样会给管道装配带来困难；弯曲半径选得太小时，弯头背部管壁由于过分伸长而减薄，使其强度降低，而在弯头里侧管壁被压缩，形成皱纹状态。因此规定冷煨弯管的弯曲半径应不小于管子外径的4倍。
③、弯管时，弯头里侧的金属被压缩，管壁变厚；弯头背面的金属被拉伸、
管壁变薄。弯曲半径越小，弯头背面管壁减薄就越严重，对背部强度的影响就越大。为了使管子弯曲后不致对原有的工作性能有过大改变，一般规定管子弯曲后，管壁减薄率不得超过15％。管壁减薄率可按下式进行计算：
010021?????
?
?
?????
?
+-
=W D R R A
式中A ——管子弯曲后外侧母线处管壁的减薄率(％)；
D W ——管子外径(mm)；
R ——弯管的弯曲半径(mm)。
(由上式可知,￠25的管子弯曲半径不得小于70 mm, ￠20的管子弯曲半径不得小于56 mm,但由于薄壁管一般达不到国标标准,所以该半径尺寸应放大一些)
④、弯管时，由于管子弯曲段内外侧管壁厚度的变化，还使得弯曲段截面
由原来的圆形变成了椭圆形。弯管断面形状的改变，会使管子的过流断面面积减小，从而增加流体阻力，同时还会降低管子承受内压力的能力，因此，一般对弯管的椭圆率做以下规定：管径小于或等于150mm 时，椭圆率不得大于10％；管径小于或等于200mm 时，椭圆率不得大于8％。管道的椭圆率可按下式进行计算：
01
2
1100?-=d d d T 式中T ——椭圆率(％)；
d 1——最大椭圆变形处的长径(mm)； d 2——最大椭圆变形处的短径(mm)。
煨制弯管一般不允许产生皱纹，如有个别起伏不平的地方，其高度亦不得大于以下规定：管径小于或等于125mm 时，不得超过4mm ；管径小于或等于200mm 时，不得超过5mm 。
二、弯管计算及下料
1）在进行弯管工作之前，必须先算出管子弯曲段的展开长度，并划出弯曲的始点，以便弯曲后能得到正确的半成品件。 2）90°弯管的计算
①、90°弯管在管道工程中应用最广，其弯曲半径因制作方法不同而异。
对于冷煨弯管，常取R=(4～6)D 。弯曲半径确定以后，即可计算出弯曲部分的下料长度，如图1-3所示。
图1-3 90°弯臂
②、从图中可知，管道弯曲后，其弯曲段的外弧、内弧不是原来的直管实
际长度，而只有弯管中心线的长度在弯曲前后不变，其展开长度等于原直管段长度。现设弯曲段起止端点分别为a 、b ，当弯曲角为90°时，管子弯曲段的长度正好是以r 为半径所画圆的周长的1/4，其弧长用弯曲半径来表示，即为
弧长R R
ab 57.14
2==
π 由上式可知，90°弯管弯曲段的展开长度为弯曲半径的1．57倍。 若D=25 mm,取R=4D,则弯曲段a 、b 的长度=157 mm 若D=20 mm,取R=4D,则弯曲段a 、b 的长度=125.6 mm
3）在弯制U 形弯、反向双弯头或方形伸缩器时，如以设计图样要求或实际测量得出的两个相邻90°弯头的中心距尺寸进行划线煨制，那么弯成的两个弯头中心距将比原来的距离要大些，这是由于金属管材加热弯曲时产生延伸的结果。
①、下料时，应将两个弯头中心距减去这一延伸误差，再划出第二个弯
头中心线和加热长度，这样才能使两个弯头弯好后，中心线间的距离正好等于所需要的尺寸。延伸误差如图1-4所示，其数值可按下式进行计算：
??
? ??-=?αα00875.02tg R L
式中△L ——延伸长度(mm)；
R ——弯曲半径(mm)；
α——第二个弯曲角的角度(°)。
②、U 形弯划线示意图
图1-4 U 形弯划线示意图
1-第一个弯头 2-规定的第二个弯头中心线位置 3-实际第二个弯头中心线位置4-第二个弯头
4）下面以方形伸缩器为例，说明弯管划线下料计算方法。
①、已知方形伸缩器的尺寸单位为mm ，管径为DN25，弯曲半径R=4DN=100mm 。
②、若划线在图1-5b 的直线上进行，并以左边端点o 为起点，由图上可以看出Oa=1500—R=1500—100=1400mm ；ab 是弯曲部分，其弧长为ab=1．57R=1．57 X 100=157mm
③、从a 到d 由两个反向90°弯加一直管段bc 组成，直管段bc 的长度应减去延伸误差△L ，则bc=2100—2R —△L
④、由式(1—4)可知△L=100X(1—0.00875×90)=21．25mm ；那么bc=2100—2×100—21.25=1878.75mm
⑤、依此类推，便可计算出各管段的下料长度。在实际工作中，煨制多个弯头组成的管件时，划线工作都分几次去完成。首先在草图上计算出各段下料长度，选取适当长度的直管；然后从一端开始逐个弯头进行制作，在前一个弯头制作好之后，再划下一个，以便处理在弯管工作中的尺寸误差。
5）任意弯管的计算
①、任意弯管是指任意弯曲角度和任意弯曲半径的弯管。这种弯管弯曲部
分的展开长度可按下式进行计算：
R R
L απα01745.0180
==
式中L ——弯曲部分的展开长度(mm)；
α——弯曲角度(°)； π——圆周率； R ——弯曲半径(MM)。
②、此外，任意弯管弯曲段展开长度的计算，还可按图1-6及表1-1进行。
表1-1任意弯管计算
注：引用表中C、L值时，应乘以弯曲半径R。
③、下面举例说明表1-1的使用方法。已知图1-7中弯头的弯曲角度
α=25°，弯曲半径R=500mm，安装管段距转角点M的距离为91lmm，取一根直管来煨制弯头，试问应如何划线?
●需加工的弯管端直管段长度b=911-CR
●查表1-1得，当α=25°时，C=0.2216，L=0.4363；故CR为：
0.2216R=0.2216×500=111mm
●因此，得b=911-111=800 mm
●弯曲部分实际展开长度L=0.4363R=0.4363×500=218 mm
●根据计算出来的直管段长度b及弯曲部分展开长度L，便可进
行划线。如图1-7b所示。
6）其它弯管的计算
①、任意角度来回弯 任意角度来回弯分等弯曲半径和不等弯曲半径两
种。图1—8为等弯曲半径的任意角度来回弯。这种弯管具有弯曲半径R 、弯曲角度α、弯曲距离H 、弯管长度A 及直管长度L 五个可变数据。在实际工作中，一般可根据设计或现场实际情况确定三个数据(H 、R 及α)，仅有两个数据(L 、A)需由计算确定。
1-8带等弯曲半径的任意角度来回弯 图1-9带不等弯曲半径的来回弯
②、L 、A 值的计算分两种情况
当H ≠2R 时
2
2sin α
αRtg
H L -=
2
2ααRtg
tg H A +=
来回弯展开总长度为90
α
πR L +。
● 当H=2R 时
α
αtg H tg R L =
=2
ααsin sin 2H R a =
=
来回弯展开总长度仍为90α
πR L +。
图1—9为不等弯曲半径来回弯，其下料计算可按下述公式进行。
弯管间直管段的长度
()()()[]ααsin cos 1212122A R R H R R H A L +---?+-+=
弯管展开总长度
()()()
21222121'
201745.0180
R R H H A R R L R R L +-+++=++=
απα
③、弧形弯管计算
弧形弯管也叫半圆弯、抱弯。常见弧形弯管的
角度为45°及60°两种，如图1—10所示。
● 45°弧形弯下料总长度计算公式为
()L r R L 22
'
++=
π
式中L /——弯曲件的展开总长度(mm)； R ——鼻尖弯的弯曲半径(mm)； r ——膀弯的弯曲半径(mm)； L ——鼻梁的直管段长度(mm)。
60°弧形弯管下料总长度计算公式为
R L π3
4'
=
式中L /——弯曲件的展开总长度(mm)； R ——弯曲半径(mm)。
7）下料
①、下料方式按表4执行。
表4 单位：mm
②、下料公差按《下料工艺守则》规定。
管子对界处端面倾斜度f ?（图5），按表5规定。
图5
表5 单位：mm
③、切管机下料：按图5测量管子端面倾斜度，机械切管机切刀要锋利，建议按图6磨刃，以保证管端毛刺能用锉刀轻轻或自行脱落。
图6
④、划线：两端要留机械加工余量的，按图7划长度线、倒角线。
图7
注：锅炉管子倒角1×30°，表示倒角30°，钝边1mm 。见图7所示。 ⑤、确定用有芯还是无芯弯管：弯管半径R 越大，管子外径D w 越小，壁厚S 越大，越不易起皱，且较易保证椭圆度。同时满足下列两公式R ＞R min 时，才可以采用无芯弯管。
● 按内壁不起皱条件确定无芯弯管的最小弯管半径R min ，适用于0.02
≤S x ＜0.094。
公式四： R xmin ≥6.5×(1－9×S x ) 单位：mm 。 式中： R x —相对弯管半径，R x =R/D w ； S x —相对壁厚， S x =S/ D w ； S — 管子壁厚，单位：mm ； D w —管子外径，单位：mm ； R —弯管半径，单位：mm 。
● 按壁厚允许减薄量b ，确定无芯弯管最小弯管半径R min 时用公式五
计算。
公式五： R min ≥
()b
b K s -?1 单位：mm 。
式中：s K =21x
S -－a y ；
a y —JB/T 1611对应的椭圆度要求；
b —JB/T 1611对应的壁厚减薄量要求。 按公式四、公式五计算后，取两式中数值较大的值。 ● 用以上两公式计算比较繁琐，根据我公司经验下列弯管要用有芯
弯制。
φ108×4、4.5、6、7/R400； φ89×4.5/R300； φ83×3.5、4/R250； φ76×3.5/R300； φ60×3.5/R200、300；
当管子外径D w ＞108时，我公司用中频加热弯管机弯管。目前可
弯管子规格如下：
D w ：133，159，168，219，245，273，325，351，377，406，
426，450，480，500，530，610，630。
S ：8～50。 R ≥2.5 D w ～6 D w
⑥、弯管回弹量：管子弯曲过程是塑性变形，但伴有弹性变形过程，外力除去后，管子弯曲半径增大，角度增加。由于管子硬度，外径公差及壁厚不一，难于一次调整出回弹量，理论计算公式为： 公式八：E
R m x s δα
α211-
=
式中：x
R K K m 20
1+
= 1α—机床应调角度； α—图纸要求角度； s δ—管子材料的屈服强度； E —弹性模数； 0K —相对强化系数； 1K —管子截面形状系数； x R —相对弯管半径，R
D R w
x =
； 上述计算繁琐，也不可能测量每根管子的各种参数，一般都是按下列推
荐值试弯后确定α?（回弹量）：
D w ≤φ76 ??=?3~2α φ83＜D w ≤φ108 ??=?5~4α φ133＜D w ≤φ159 ??=?5.5~5.4α
一般以角度超弯容易校正，另外随着弯管内应力的释放，比较容易达到图纸的要求。
三、弯管制作工艺流程
弯管制造工艺流程示意图
注：1.D w≥133mm的钢管需做钢印移植；
2.合金材料需做光谱检验。
四、常用煨管设备
1）管子煨弯分冷煨和热煨两种。冷煨是在常温下对管子进行弯曲，既不需往管内灌砂，也不需对煨弯管段进行加热，便于操作，省人力、物力。镀锌
钢管、不锈钢管及铜、铅管等有色金属管弯头采用这种方法煨制最为适宜。
2）冷煨弯管必须依靠机具来加工。常用冷煨弯管设备有：手动弯管器、电动弯管机和液压弯管机等。采用冷报弯膏机，一般可煨制公称直径不超过250mm的弯头。当煨制大直径厚壁管道时，常采用中频弯管机。
3）采用冷煨弯管设备进行弯管时，弯头的弯曲半径不应小于管子公称直径的4倍。当用中频弯管机进行弯管，弯头的弯曲半径只需不小于管子公称直径的1．5倍。
4）金属管道具有一定的弹性。在冷煨过程中，当施加在管子上的外力撤除后，弯头会弹回一个角度。弹回角度的大小与管子的材质、管壁厚度及弯曲半径的大小等因寒有关；对于一般冷煨弯曲半径为4倍管子公称直径的碳素钢管，弹回角度大约为3°～5°。因此，在控制弯曲角度时，应考虑增加这一弹回的角度。
5）手动弯管器煨管
①、手动弯管器分携带式和固定式两种。可以煨制公称直径不超过25mm
的管子，一般需备有几对与常用管子外径相应的胎轮。
②、携带式手动弯管器结构如图1-12所示。这种弯管器由带弯管胎的手
柄和活动挡板等部件组成。操作时，将所煨管子放在弯管胎槽内，一
端固定在活动挡板上，推动手柄，便可将管子弯曲到所需要的角度。
这种弯管器的特点是轻巧灵活，可以在任何场合下进行煨弯作业，最
适宜于电器仪表等配管。
图1-12携带式手动弯管器
1-活动挡板2-弯管胎3-连板
4-偏心弧形槽5-离心臂卜手柄
③、固定式手动弯管器结构如图1-13所示。它是目前施工中自制的一种
常用手动弯管器。这种弯管器由定胎轮3、动胎轮2和推架等构件组
成，胎轮的边缘都有向里凹陷的半圆槽，半圆槽直径与被弯曲管子的
外径相符合。煨管时，先根据所煨管子的外径和弯曲半径，选用合适
的胎轮，把定胎轮用销子固定在操作平台上，动胎轮插在推架上，把
要弯曲的管子放在定胎轮和动胎轮之间的凹槽内，一端固定在管子夹
持器内，然后推动手柄，绕定胎轮旋转，直到弯成所需要的角度为止。
图1-13固定式手动弯管器
1-手柄2-动胎轮3-定胎轮4-管子夹持器
6）电动弯管机煨管
①、目前，常见的电动弯管机有WA27-60型、WB27—108型及WY27—159
型等几种。WA27-60型能弯曲外径25—60mm的管子；WB27—108型能
弯曲外径38-108mm的管子；WY27—159型能弯曲外径51—159mm的
管子。
图1—14电动弯管机
1-管子 2-弯管模 3-U型管卡 4-导向模 5-压紧模
②、煨管时，先把要弯1曲的管子沿导向模放在弯管模和压紧模之间，调
整导向模，使管子处于弯管模和压紧模的公切线位置，并使起弯点对
准切点，再用U型管卡将管端卡在弯管模上，然后起动电动机开始煨
管，使弯管模和压紧模带着管子一起绕弯管模旋转，到所需弯曲角度
后停车，拆除U型管卡，松开压紧模，取出弯管。
③、在使用电动弯管机煨管时，所用的弯管模、导向模和压紧模，必须与
被弯曲管子的外径相符，以免煨完后弯管质量不符合要求。
④、当被弯曲管子外径大于60mm时，必须在管内放置弯曲心棒。心棒外
径比管子内径小1-1.5mm，放在管子起弯点稍前处；心棒的圆锥部分
转为圆柱部分的交线要放在管子的起弯面上。如图1-15所示。心棒
伸出过前，煨弯时会使心棒开裂；心棒伸出过后，又会使煨出来的弯
管产生过大的圆度。心棒的正确位置可用试验方法获得。凡使用心棒
煨管时，在煨管前应将被煨管子管腔内的杂物清除干净，有条件时可
在管子内壁涂少许机油，用以减小心棒与管壁的摩擦。
图1-15弯曲心棒的放置位置
1-拉杆 2-心棒 3-管子的开始弯曲面
7）液压弯管机煨管
①、液压弯管机主要由顶胎和管托两部分组成。顶胎的作用和电动弯管机
的弯管模作用相同。管托的作用及形状和电动弯管机上的压紧模一
样。图1-16为液压弯管机外形。
图1-16液压弯管机
1-顶胎 2-管托 3-液压缸
②、使用这种弯管机液压煨管时，先把顶胎退至管托后面，再把管子放在
顶胎与管托的弧形槽中，并使管子弯曲部分的中心与顶胎的中点对
齐，然后开动机器，将管子弯成所需要的角度。弯曲后，开倒车把顶
胎退回到原来位置，取出煨好的弯管，检查角度。若角度不足，可继
续进行弯曲。
③、这种弯管机胎具简单、轻便、动力大，可以弯曲直径较大的管子。但
是，在弯曲直径较大的管子时，弯管断面往往变形比较严重。因此，
一般只用于弯曲外径不超过44.5mm的管子。
④、使用这种弯管机煨管时，每次弯曲的角度不宜超过90°。操作中还
需注意把两个管托间的距离最好调到刚好让顶胎通过。太小时，会造
成顶胎顶在管托上，损坏弯管机；太大时，则在弯曲时管托之间的管
段会产生弯曲变形，一向弯管质量。
8）中频弯管机
①、中频弯管机是采用中频电能感应对管子进行局部环状加热，同时用机
械拖动管子旋转，喷水冷却，使弯管工作连续不断地协调进行。采用
这种管机，可以弯制 325×10mm的弯头，弯曲半径为管子公称直径
的1.5倍，比焦碳加热热煨弯管提高工效近10倍。与常用冷煨弯管
设备比较，这种弯管机具有占地少、造价低，不需要昂贵的模具，弯
曲半径调整方便等优点。其结构如图1-17所示。
图1-7中频弯管机
1-减速机 2-电动机 3-管子 4-支撑滚轮 5-加热圈 6-加热区 7-夹头
8-转臂
②、弯管时，先清除待弯钢管表面的浮锈及脏物，将与所弯管子规格相符
的管子夹头装在转臂上，并调整夹头中心线至所需弯曲半径的位置，然后加以固定；然后，调整支撑滚轮的位置，使被弯曲管子的中心线至转臂轴中心的距离等于弯曲半径。调节支撑滚轮及托架的高低，使弯管的中心线与夹头中心在同一平面内，并与转臂平面平行；将钢管穿入加热圈，并夹紧在夹头中；调节加热圈，使其内侧与钢管外表面间间隙一致。开启中频机组进行加热，当管子被加热到950—1000℃(呈橙黄色)时，立即启动电动机进行弯管；同时打开冷却水阀门，对局部部位喷水冷却。在弯管时，如管子温度偏高，可适当加快转臂转速；反之，则调慢转臂转速，使钢管的加热区始终保持同一温度。当弯至所需角度时，停止加热，同时停止电动机（但在弯管中途不得停止），并浇水继续冷却，使弯管冷却至常温为止，取出弯管，检查弯曲角度和质量是否符合要求。
易安防提供
第一章煨管设备及弯管计算弯管按其制作方法不同，可分为煨制弯管、冲压弯管和焊接弯管。煨制弯管又分为冷煨和热煨两种。本章着重介绍常用煨管设备的结构特点、性能及操作等方面的知识，以及煨制弯管的下料计算。 第一节弯管的一般知识 弯管是改变管道方向的管件。在管子交叉、转弯、绕梁等处，都可以看到弯管。 煨制弯管具有较好的伸缩性、耐压高、阻力小等优点。因此，在施工中常被采用。 弯管的主要形式有：各种角度的弯头、U形管、来回弯(或称乙字弯)和弧形弯管等，如图1—1所示。 弯头是带有一个任意弯曲角的管件，它被用在管子的转弯处。弯头的弯曲半径用R表示。R较大时，管子的弯曲部分就较大，弯管就比较平滑；R较小时，管子的弯曲部分就较小，弯得就较急。 来回弯是带有两个弯曲角(一般为135°)的管件。来回弯管子弯曲端中心线间的距离叫做来回弯的高度，用字母h表示。室内采暖立支管与干管及散热器连接，管道与不在同一平面上的接点连接时，一般需采用来回弯。 U形管是成正半圆形的管件。管子的两端中心线问的距离d等于两倍弯曲半径R。U形管可代替两个90°弯头，经常用来连接上下配置的两个圆翼形散热器。 图1-1弯管的主要形式 弧形弯管是带有三个弯曲角的管件。中间角一般成90°，侧角成135°。弧形弯管用于绕过其它管子，在有冷热水供应的卫生设备配管时，经常采用弧形弯管。 弯管尺寸由管径、弯曲角度和弯曲半径三者确定。弯曲角度根据图纸和施工现场实际情况确定，然后制出样板，照样板煨制并按样板检查煨制管件弯曲角度是否符合要求。样板可用圆钢煨制，圆钢的直径根据所煨管径的大小选用，10-14mm即可。弯管的弯曲半径应按管径大小、设计要求及有关规定而定。既不能过大，也末虚选得太小。因为弯曲半径过大，不但用材料多，而且管子弯曲部分所占的地方也大，这样会给管道装配带来困难；弯曲半径选
有芯弯管模具设计方法 新闻添加时间：2012-02-26 设计弯管模时，主要是计算模具的直径?由于管子材料都有一定弹性，弯曲时管子在夹紧力作用下，贴紧模具回转一个角度，当除去夹紧力后，管子会产生回弹，角度增大。因此，所设计的弯管模半径要稍小于弯管曲率半径。 一般可按下列经验公式计算： 台金钢材料取：R=0.94R 。 碳钢材料取：R-Q.96?0.98)Ro 式中：R-弯管模的半径；Ro-管子所需曲率半径?上述公式适用于相对弯曲半径e篇R。/ d ; 2?4时U为管子外径)。当e值较大对， 回弹现象严重，此时应取小值。如需要精确的计算，可按下列公式进行： 图3 图4 式中：Cr8--管子材料的强度极限(kGF/mm2); E-管子材料的弹性模数； s-管.子壁厚(mm):. d-管子外径(mm);
当e w 1.5时，一般可不考虑管子回弹现象，
弯管模结构见图3. D为模具直径（D-2R）: ro 为圆弧槽半径；R，为管口小圆弧半径，它们曲下列公式计算确定. /d>2 时： （1）当e=R 当管子外径取 ■ 一■ 时.取匚=3；当d=51?TBmm时，取灯=2 （苗）当左时： ?0点nun 当弯管模直径较小时，可选用45--60 号钢；直径较大时，可用HT28-48 、HT20-40 或QT40 一10材料制造。 2芯棒 有心弯管的心棒可做成各种形状，常用的一种是圆头心棒（图4），其半圆头为心棒的半径。心棒的直径和安放的位置对弯管质量有一定影响，直径太小可能使弯曲部分的外侧扁平：直径过大，会增加心棒与管壁的摩擦?而擦伤管壁?一般芯棒直径取管子内径的 97%。 芯棒安放位置应稍微伸出管子的开始弯曲处，其距离为E。 *■：?" ■■■ b r dr ■*\ * t T ■ 式中：Ro-管子的平均弯曲半径； d .――管子的内径； d。 --- 心棒直径； h ――管子内壁与心捧之间的间隙，h=dt-d : 3 ?夹紧半模块 它是一侧有圆弧的长方形夹具块，与固定半模块长度相等。固定半模块与夹紧半模块的 弧槽略有不同，前者是一个半径为R的半圆形槽：后者的半圆弧中心须向外移I?2mm （图5），这样使营子端头夹得牢，其
弯管模具的设计及工艺探讨陈小磊 发表时间：2017-12-01T17:31:40.020Z 来源：《建筑科技》2017年第11期作者：陈小磊 [导读] 气辅中空注射成型是注射成型时塑料熔体注入模具型腔的 60%～70% 后，再通过辅助设备将高压惰性气体注入型腔，高压惰性气体在熔体中形成气道，推动熔体充满型腔。 长城汽车股份有限公司技术中心河北保定 071000 摘要：金属管材的弯曲在现代工业领域应用十分广泛，主要用于汽车、机械、环保、化工、民用等行业。笔者从事汽车零部件的制造行业多年，主要研究发动机上的EGR及排气管方面的零件产品制造，多为不锈钢焊管（如AISI304）的弯管、成型产品。气辅中空注射成型是注射成型时塑料熔体注入模具型腔的 60%～70% 后，再通过辅助设备将高压惰性气体注入型腔，高压惰性气体在熔体中形成气道，推动熔体充满型腔。 关键词：弯管机；模具；参数 引言：弯管工艺广泛用于汽车、轮船、飞机及各种运载器上。近年来，随着现代技术的发展及新技术的应用，各种运载器上均使用了大量的管件，而为使管件保证足够的强度及较轻的重量，通常均由薄壁金属管制成。管件在弯曲时由于外侧受拉而变薄，内侧受压而增厚，使其截面发生畸变。为此必须设计合适的弯管模具及工艺参数。弯管模具主要包括弯曲模、夹紧钳口、压料滑槽（随动模）和芯轴，本文论述其设计及工艺。 1 模具结构及动作概述 弯管模具的标准结构，主要有轮模、夹模、导模、芯棒、防皱板等五部分组成，工作时其动作过程为：芯棒进芯，夹模夹紧管材随轮模一起转动，导模压紧管材随着管材的弯曲而跟随，而防皱板固定不动，当弯管角度达到设定角度后，芯棒退出，导模、夹模松开、复位，完成整个动作。 2 模具设计 2.1 轮模 轮模是整个弯管模具设计的核心，设计时一般先从它开始。产品管材外径D，壁厚，弯曲半径R（设计三要素）确定后，在设计轮模弯曲半径时必须考虑管材的反弹，从而确定模具的弯曲半径R，： 式中： R管件弯曲半径（回弹后弯曲半径）； σs管件屈服极限，N/mm2； E管件弹性模数，N/mm2； Rx相对弯曲半径， Rx=R/D，D为管件外径； m=K1+K0/2Rx，K1为管材截面形状系数，K0为钢材的相对强化系数。 R，一般圆整后作为轮模设计参数使用。通常，为简便起见，当Rx=2一10时，可按经验公式确定：弯曲合金钢管时，R’≈0.94R；弯曲碳钢管时，R≈（O.96一O.98）R。当Rx≦1.5时，可不考虑回弹因素。目前，Rx=1为行业技术的最高水平，由于成本高、难度大，一般设计均不考虑。轮模型腔直径按管材外径D设计，管材壁厚、外径决定了管材的强度，直接影响夹模的夹持长度，轮模夹持长度与夹模配合，在后面的夹模设计将进行论述。轮模由于频繁受夹模的夹紧冲击及管材的弯曲力，因此要求整体韧性好，有良好的抗冲击能力，且型腔表面耐磨，目前一般采用调质+氮化的热处理工艺，型腔表面硬度可达HRC55一HRC6O。 3 夹模 夹模设计的主要尺寸为长度尺寸，它主要取决于产品两个弯曲之间的直段长度，夹模长尺寸过小，不能夹紧管材，弯管时管材易打滑，操作外观，弯曲部分出坑，不满足产品要求。反之，尺寸过大，容易将前一个弯夹扁、变形，这在工艺上是不充许的。因此，长尺寸要选择合适。通常按（2一3）D设计，如果产品直段长度<（2一3）D，可考虑使用仿形模具结构设计，增加夹持稳定性。对于只有一个弯曲的产品可考虑在夹紧时增加支撑手柄，提高夹持稳定性。夹模型腔直径按管材外径D设计，为保证夹持稳定、不打滑，型腔直径一般按下差设计（与之配合夹持的轮模直段型腔尺寸设计相同），通过设备调整夹模的夹紧程度，达到最佳状态，从而保证弯管稳定夹持，且满足外观要求。为保证夹模夹紧过程管材外表面不被夹伤，型腔的棱角必须有R角设计。夹模一般淬火处理到HRC50左右，从而提高耐磨性和使用寿命。 4 压料滑槽（随动模） 压料滑槽见图1，在弯曲厚壁、大弯曲半径管件时，常采用滚轮结构。该结构由于设计简单，模具费用低而往往被采用。但它的弯管质量较差，尤其在弯曲薄壁管件时，容易出现内壁起皱，上壁凹陷等弯管缺陷，为改善这一状态，一般要使用压料滑槽。 图1 压料滑槽（随动模） 目前，比较理想的结构是带随动油缸的压料滑槽。根据所弯管件规格的不同，随动模速度可自行调节，比如，随动模速度大于弯曲模
第一节弯管的一般知识 弯管是改变管道方向的管件。在管子交叉、转弯、绕梁等处，都可以看到弯管。 煨制弯管具有较好的伸缩性、耐压高、阻力小等优点。因此，在施工中常被采用。 弯管的主要形式有：各种角度的弯头、U形管、来回弯(或称乙字弯)和弧形弯管等，如图1—1所示。 弯头是带有一个任意弯曲角的管件，它被用在管子的转弯处。弯头的弯曲半径用R表示。R较大时，管子的弯曲部分就较大，弯管就比较平滑；R较小时，管子的弯曲部分就较小，弯得就较急。 来回弯是带有两个弯曲角(一般为135°)的管件。来回弯管子弯曲端中心线间的距离叫做来回弯的高度，用字母h表示。室内采暖立支管与干管及散热器连接，管道与不在同一平面上的接点连接时，一般需采用来回弯。 U形管是成正半圆形的管件。管子的两端中心线问的距离d等于两倍弯曲半径R。U形管可代替两个90°弯头，经常用来连接上下配置的两个圆翼形散热器。 图1-1弯管的主要形式 弧形弯管是带有三个弯曲角的管件。中间角一般成90°，侧角成135°。弧形弯管用于绕过其它管子，在有冷热水供应的卫生设备配管时，经常采用弧形弯管。 弯管尺寸由管径、弯曲角度和弯曲半径三者确定。弯曲角度根据图纸和施工现场实际情况确定，然后制出样板，照样板煨制并按样板检查煨制管件弯曲角度是否符合要求。样板可用圆钢煨制，圆钢的直径根据所煨管径的大小选用，10-14mm即可。弯管的弯曲半径应按管径大小、设计要求及有关规定而定。既不能过大，也末虚选得太小。因为弯曲半径过大，不
但用材料多，而且管子弯曲部分所占的地方也大，这样会给管道装配带来困难；弯曲半径选得太小时，弯头背部管壁由于过分伸长而减薄，使其强度降低，而在弯头里侧管壁被压缩，形成皱纹状态。因此，一般规定：热煨弯管的弯曲半径应不小于管子外径的3．5倍；冷煨弯管的弯曲半径应不小于管子外径的4倍；焊接弯头的弯曲半径应不小于管子外径的1．5倍；冲压弯头弯曲半径应不小于管子外径。 弯管时，弯头里侧的金属被压缩，管壁变厚；弯头背面的金属被拉伸、管壁变薄。弯曲半径越小，弯头背面管壁减薄就越严重，对背部强度的影响就越大。为了使管子弯曲后不致对原有的工作性能有过大改变，一般规定管子弯曲后，管壁减薄率不得超过15％。管壁减薄率可按下式进行计算： 式中A——管子弯曲后外侧母线处管壁的减薄率(％)； D W——管子外径(mm)； R——弯管的弯曲半径(mm)。 弯管时，由于管子弯曲段内外侧管壁厚度的变化，还使得弯曲段截面由原来的圆形变成了椭圆形。弯管断面形状的改变，会使管子的过流断面面积减小，从而增加流体阻力，同时还会降低管子承受内压力的能力，因此，一般对弯管的椭圆率做以下规定：管径小于或等于150mm时，椭圆率不得大于10％；管径小于或等于200mm时，椭圆率不得大于8％。 管道的椭圆率可按下式进行计算： 式中T——椭圆率(％)； d1——最大椭圆变形处的长径(mm)； d2——最大椭圆变形处的短径(mm)。 应用水、煤气钢管和直缝焊接钢管制作冷煨弯管或热煨弯管时，管子的焊缝应位于距侧面中心线45°的地方，如图1-2所示。以免弯曲时，管子焊缝开裂。
弯管模具设计分析 摘要：管材的冷弯成型，应用范围越来越广泛，而相应的弯管质量也要求越来越高，为保证弯管质量，必须设计合理的弯管模具，文章论述了弯管过程中的模具设计及相应的工艺参数。 关键词：弯管；模具结构；轮模；夹模；导模；防皱板 金属管材的弯曲在现代工业领域应用十分广泛，主要用于汽车、机械、环保、化工、民用等行业。笔者从事汽车零部件的制造行业多年，主要研究发动机上的EGR及排气管方面的零件产品制造，多为不锈钢焊管（如AISI 304）的弯管、成型产品。文章根据实际工作经验，分析弯管模具设计的几个要点。 1 模具结构及动作概述 如图1所示，为一套弯管模具的标准结构，主要有轮模、夹模、导模、芯棒、防皱板等五部分组成，工作时其动作过程为：芯棒进芯，夹模夹紧管材随轮模一起转动，导模压紧管材随着管材的弯曲而跟随，而防皱板固定不动，当弯管角度达到设定角度后，芯棒退出，导模、夹模松开、复位，完成整个动作，文章将围绕这五个部件的设计进行论述。 2 模具设计 2.1 轮模 轮模是整个弯管模具设计的核心，设计时一般先从它开始。产品管材外径D，壁厚δ，弯曲半径R（设计三要素）确定后，在设计轮模弯曲半径时必须考虑管材的反弹，从而确定模具的弯曲半径R’： 目前，Rx=1为行业技术的最高水平，由于成本高、难度大，一般设计均不考虑。 轮模型腔直径按管材外径D设计，管材壁厚、外径决定了管材的强度，直接影响夹模的夹持长度，轮模夹持长度与夹模配合，在后面的夹模设计将进行论述。 轮模由于频繁受夹模的夹紧冲击及管材的弯曲力，因此要求整体韧性好，有良好的抗冲击能力，且型腔表面耐磨，目前一般采用调质+氮化的热处理工艺，型腔表面硬度可达HRC55～HRC60。 2.2 夹模 夹模设计的主要尺寸为长度尺寸，它主要取决于产品两个弯曲之间的直段长度，夹模长尺寸过小，不能夹紧管材，弯管时管材易打滑，操作外观，弯曲部分
弯管工艺守则
山东五征集团农业装备事业部管理文件 SC-NZ290300-2015004 版/次:A/0 弯管工艺守则 2015-9-24发布 2015-9-25实施
农业装备事业部技术部发布 前言 本规定是山东五征集团农业装备事业部结构件车间弯管设备使用支持性文件，目的是规范农业装备事业部结构件车间（以下简称结构件车间）弯管设备的正确使用和日常管理，使之制度化。通过实施，保证作业质量，提高员工的工作效率，保障良好的工作秩序。 本程序依据GB/T 28763-2012给出的规则起草。 本程序由山东五征集团有限公司农业装备事业部技术部提出。 本程序由山东五征集团有限公司农业装备事业部技术部归口。 本程序由山东五征集团农业装备事业部技术部负责组织起草。 本程序主要起草人： 审核： 会签：
参数名 称 参数值最大弯 管外径/mm 10 16 2 5 3 8 4 2 6 6 3 7 6 8 9 11 4 15 9 16 8 21 9 27 3 最大弯管壁厚/mm 1. 2 1. 2 3 4 4 5 5 5 6 8 12 12 16 20 4.3 弯管机的弯管外径范围为：当弯管最大外径小于114mm时，为0.3至1倍的弯管最大半径；当弯管最大外径大于或等于114mm时，为0.4至1倍的弯管最大半径。 4.4结构件车间弯管机弯管参数: 弯管机型 号 弯管外径mm 弯管壁厚mm 弯曲半径mm DWFB63 19至63 ≤5 50至250 DWFB114 48至114 ≤8 100至750 5 结构件车间现有的弯管模具 材料类型材料规格mm 壁厚 mm 弯曲半径（默认为中径）mm 对应设备 圆管φ16 2 58 DWFB63 φ25 2 50 DWFB63 φ25 2 150 DWFB63 φ33 3 101.5 DWFB63 Φ35 4 60 DWFB63 Φ42 3 100 DWFB63
弯管标准化 一：模具设计选型简介 1.一管一模 2.对于一根管子来说，无论有几个弯，不管弯曲角度如何(不应大于180°)，其弯曲半径最好 统一。既然一管一模，那么，对于不同直径规格的管子，应该选取多大的弯曲半径才适宜呢？最小弯曲半径取决于材料特性、弯曲角度、弯曲后的管壁外侧的变薄允许量和内侧起皱的大小、以及弯曲处的椭圆度的大小。一般说来，最小弯曲半径不应小于管子外径的2—2.5倍，最短直线段不应小于管子外径的1.5—2倍，特殊情况除外。 3.一管二模（复合模或多层模） 对于不能实现一管一模的情况，譬如客户的装配界面空间狭小，管路走向布局有限，导致一管多半径或直线段较短的情况出现，这时，在设计弯管模时，考虑双层模或多层模（目前我司的弯管设备最多支持3层模的设计），甚至是多层复合模。 双层或多层模：一管出现双半径或者三半径的情况，如下实例： 双层或多层复合模：直线段短，不利于夹持的情况，如下实例：
4.多管一模 5.我司所用的多管一模，就是同一直径规格的管子应尽量采用同一种弯曲半径。也就是使用同 一套模具弯制不同形状的管件。这样，才能有利于最大限度地压缩专用工艺设备，减少弯模的制造量，从而降低生产成本。 6.在一般情况下，同一直径规格的管子只采用一种弯曲半径不一定能够满足实际位置的装配需 要。因此，相同直径规格的管子可以选取2—4种弯曲半径，以适应实际的需要。如果弯曲半径取2D(这里D为管子外径)，那么2D、2.5D、3D、4D即可。当然，这种弯曲半径的比例不是固定不变的，应按发动机空间布局的实际情况选定，但是半径不宜选取过大。而弯曲半径的规格也不宜过多，否则会失去多管一模所带来的利益。 7.一根管子上采用同一个弯曲半径(即一管一模)和同规格管子的弯曲半径标准化(多管一模)， 这是当前国外弯管设计造型的特点和总的趋势，是机械化和自动化代替手工劳动的必然结果，也是设计适应先进的加工工艺和先进的加工工艺促进设计的两者的结合。 二：弯管椭圆度计算 弯管机在进行工作运行时，在内压应力作用下，（内压应力状态参考配管力学）将使圆形的横截面趋于椭圆，产生短轴及长轴。在长轴处产生附加应力，此应力属于局部应力。椭圆度愈大，此附加应力也愈大，甚至形成高应力区，出现局部塑性变形，达到一定值后，将导致弯管承载能力减低而破坏。 所以，目前在技术规范中对弯管的椭圆度都有严格的规定。规定如下： 本规范适用于弯管工段，用于指导弯管工艺检验弯管质量
一、90°弯管的计算 90°弯管在管道工程中应用最广，其弯曲半径月因制作方法不同而异。对于冷煨弯管，常取R=(4～6)D；热煨弯管取R=4D；冲压弯头或焊接弯头，常取R=(1～1．5)D。弯曲半径确定以后，即可计算出弯曲部分的下料长度，并能确定热煨时的加热长度，如图1-3所示。从图中可知，管道弯曲后，其弯曲段的外弧、内弧不是原来的直管实际长度，而只有弯管中心线的长度在弯曲前后不变，其展开长度等于原直管段长度。现设弯曲段起止端点分别为a、b，当弯曲角为90°时，管子弯曲段的长度正好是以r为半径所画圆的周长的1／4，其弧长用弯曲半径来表示，即为 弧长 由式(1-3)可知，90°弯管弯曲段的展开长度为弯曲半径的1．57倍。 图1-3 90°弯臂 在弯制U形弯、反向双弯头或方形伸缩器时，如以设计图样要求或实际测量得出的两个相邻90°弯头的中心距尺寸进行划线煨制，那么弯成的两个弯头中心距将比原来的距离要大些，这是由于金属管材加热弯曲时产生延伸的结果。下料时，应将两个弯头中心距减去这一延伸误差，再划出第二个弯头中心线和加热长度，这样才能使两个弯头弯好后，中心线间的距离正好等于所需要的尺寸。延伸误差如图1-4所示，其数值可按下式进行计算： 式中△L——延伸长度(mm)； R——弯曲半径(mm)； ——第二个弯曲角的角度(°)。
图1-4U形弯划线示意图 1-第一个弯头 2-规定的第二个弯头中心线位置 3-实际第二个弯头中心线位置4-第二个弯头 下面以方形伸缩器为例，说明弯管划线下料计算方法。 在图1-5a中，已知方形伸缩器的尺寸单位为mm，管径为DNl50，弯曲半径R=4DN=600mm。 若划线在图1-5b的直线上进行，并以左边端点o为起点，由图上可以看出 Oa=1500—R=1500—600=900mm ab是弯曲部分，其弧长为 ab=1．57R=1．57 X 600=942mm 从a到d由两个反向90°弯加一直管段bc组成，直管段bc的长度应减去延伸误差△L，则 bc=2100—2R—△L 由式(1—4)可知 △L=600X(1—0.00875×90)=127．5mm 那么bc=2100—2×600—127.5=772.5mm 依此类推，便可计算出各管段的下料长度，如图1—5b所示，划线工作便可顺利进行。 在实际工作中，煨制多个弯头组成的管件时，划线工作都分几次去完成。首先在草图上计算出各段下料长度，选取适当长度的直管；然后从一端开始逐个弯头进行制作，在前一个弯头制作好之后，再划下一个，以便处理在弯管工作中的尺寸误差。 图1—5b方形伸缩器的下料 二、任意弯管的计算 任意弯管是指任意弯曲角度和任意弯曲半径的弯管。这种弯管弯曲部分的展开长度可按下式进行计算： 式中L——弯曲部分的展开长度(mm)；
山东五征集团农业装备事业部管理文件 SC-NZ290300-2015004 版/次:A/0 弯管工艺守则 2015-9-24发布 2015-9-25实施农业装备事业部技术部发布
前言 本规定是山东五征集团农业装备事业部结构件车间弯管设备使用支持性文件，目的是规范农业装备事业部结构件车间（以下简称结构件车间）弯管设备的正确使用和日常管理，使之制度化。通过实施，保证作业质量，提高员工的工作效率，保障良好的工作秩序。 本程序依据GB/T 28763-2012给出的规则起草。 本程序由山东五征集团有限公司农业装备事业部技术部提出。 本程序由山东五征集团有限公司农业装备事业部技术部归口。 本程序由山东五征集团农业装备事业部技术部负责组织起草。 本程序主要起草人： 审核： 会签： 批准：
弯管工艺守则 1 范围 1.1 本程序适用于金属管材在冷态下弯曲的缠绕式数控弯管机。 1.2 本程序适用于农装结构件车间DW63与DW114型号单头液压弯管机。 2 规范性引用文件 下列文件对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，其最新程序适用于本文件。 GB/T 28763-2012 数控弯管机 3术语和定义 数控弯管机 至少应有主轴回转、卡头直线运动及卡头旋转的三轴运动，并用数控系统控制的弯管机。 4弯管机参数 4.1 弯管机主参数是弯管最大外径。 4.2 弯管机的主参数和基本参数应符合下表规定 4.3 弯管机的弯管外径范围为：当弯管最大外径小于114mm时，为0.3至1倍的弯管最大半径；当弯管最大外径大于或等于114mm时，为0.4至1倍的弯管最大半径。 4.4结构件车间弯管机弯管参数: 5 结构件车间现有的弯管模具
第二节管材弯曲 一、材弯曲变形及最小弯曲半径 二、管材截面形状畸变及其防止 三、弯曲力矩的计算 管材弯曲工艺是随着汽车、摩托车、自行车、石油化工等行业的兴起而发展起来的，管材弯曲常用的方法按弯曲方式可分为绕弯、推弯、压弯和滚弯；按弯曲加热与否可分为冷弯和热弯；按弯曲时有无填料(或芯棒)又可分为有芯弯管和无芯弯管。 图6—19、图6—20、图6—21和图6—22分别为绕弯、推弯、压弯及滚弯装置的模具示意图。
图6—19在弯管机上有芯弯管 1—压块2—芯棒3—夹持块4—弯曲模胎5—防皱块6—管坯
图6—20 型模式冷推弯管装置 图6—21 V 形管件压弯模 1—压柱 2—导向套 3—管坯 4—弯曲型模 1—凸模 2—管坯 3—摆动凹模
图6—22三辊弯管原理 1—轴2、4、6—辊轮3—主动轴5—钢管 一、材弯曲变形及最小弯曲半径 管材弯曲时，变形区的外侧材料受切向拉伸而伸长，内侧材料受到切向压缩而缩短，由于切向应
力θσ及应变θε沿着管材断面的分布是连续的，可设想为与板材弯曲相似，外侧的拉伸区过渡到内侧的压缩区，在其交界处存在着中性层，为简化分析和计算，通常认为中性层与管材断面的中心层重合，它在断面中的位置可用曲率半径ρ表示(图6—23)。 管材的弯曲变形程度，取决于相对弯曲半径D R 和相对厚度D t (R 为管材断面中心层曲率半径，D 为管材外径，t 为管材壁厚)的数值大小，D R 和D t 值越小，表示弯曲变形程度越大(即D R 和D t 过小)，弯曲中性层的外侧管壁会产生过度变薄，甚至导致破裂；最内侧管壁将增厚，甚至失稳起皱。同时，随着变形程度的增加，断面畸变(扁化)也愈加严重。因此，为保证管材的成形质量，必须控制变形程度在许可的范围内。管材弯曲的允许变形程度，称为弯曲成形极限。管材的弯曲成形极限不仅取决于材料的力学性能及弯曲方法，而且还应考虑管件的使用要求。 对于一般用途的弯曲件，只要求管材弯曲变形区外侧断面上离中性层最远的位置所产生的最大伸长应变m ax ε不致超过材料塑性所允许的极限值作为定义成形极限的条件。即以管件弯曲变形区外侧的外表层保证不裂的情况下，能弯成零件的内侧的极限弯曲半径min r ，作为管件弯曲的成形极限。min r 与材料力学性能、管件结构尺寸、弯曲加工方法等因素有关。
学习资料 上次我们学习了弯管的基本知识，这次我们对管件的基本知识进行学习。 所为管件，顾名思义就是管路中的部件称为管件，管件的种类可分为弯头、三通、大小头、封头、异径弯头、翻边短接等，随着工业管路的需求品种可能更多。其中弯头分为长半径弯头和短半径弯头和异径弯头。三通分为三通、四通和多通。这其中分为等径和异径，大小头分为同心和偏心。翻边短接分为长型和短型。他们的类别和代号在GB/T12459-2005中可以查到。 1.5DN称为长半径弯头，1DN称为短半径弯头，也有的地方需要2DN、 2.5DN，但不属于12459-2005标准规定，我们通常也称为非标管件。 三通和四通有等径和异径之分，等径是指三个口径相等称为等径。三个口径不相等称为异径。 封头的形状有椭圆型、半球型、蝶型，在使用中中低压管道一般采用椭圆型，电力高压一般采用半球型。还有封头组合件、三通组合件等多种多样。 对管件的加工方面，一般多采用扩和缩两种加工工艺，就是以钢管做加工毛坯料，通过扩和缩的加工方法使其改变所需产品的形状，既能不破坏原有组织的结构和机械性能，又能保证所需管件用途的质量和机械性能。如推制弯头就是采用扩径的方法加工的一样。根据正常的1.5DN弯头扩径比例为1.4~1.5倍的比率比较理想，大小头和三通的加工工艺采用缩口的加工方法加工而成，封头采用钢板模压法压制而成。 下面咱们学习一下弯头推制过程作业指导书和三通作业指导书。然后学习一些金属材料知识。 根据GB12459-2005标准中碳钢及低合金钢无缝弯头的加工要求。以感应加热推制成型的加工工艺。我们编写的有作业指导书和工艺卡等文件。无缝推制弯头的原理是将无缝弯
弯曲模具设计计算说明书 设计内容 设计说明书1份 模具装配图1张 凸模零件图1张 凹模零件图1张 班级： 学号： 姓名： 指导： 2009年12月
目录 一、模具设计的内容 (3) 二、设计要求 (3) 三、模具设计的意义 (3) 四、弯曲工艺的相关简介 (3) （一）、弯曲工艺的概念 (3) （二）、弯曲的基本原理 (4) （三）、弯曲件的质量分析 (4) （四）、弯曲件的工艺性 (7) （五）、最小相对弯曲半径 (7) 五、设计方案的确定 (7) （一）、弯曲件工艺分析 (8) （二）、弯曲件坯料展开尺寸的计算 (8) （三）、弯曲力的计算与压力机的选用 (9) （四）、弯曲模工作部分尺寸设计 (10) 六、模具整体结构 (16) 七、模具的工作原理及生产注意事项 (18) 八、总结 (19) 九、参考资料 (20)
一、模具设计的内容 设计一副如下图所示弯曲件的成形模具：（补充图纸） 二、设计要求 详尽的设计计算说明书1份、主要零件图、模具装配图1份。 三、模具设计的意义 冲压成形/塑料成型工艺与模具设计是机制专业的专业基础课程。通过模具的课程设计使学生加强对课程知识的理解，在掌握材料特性的基础上掌握金属成形工艺和塑件成型工艺，掌握一般模具的基本构成和设计方法，为学生的进一步发展打下坚实的理论、实践基础。 四、弯曲工艺的相关简介 （一）、弯曲工艺的概念 弯曲是将金属板料毛坯、型材、棒材或管材等按照设计要求的曲率或角度成形为所需形状零件的冲压工序。弯曲工序在生产中应用相当普遍。零件的种类很多，如汽车上很多履盖件，小汽车的柜架构件，摩托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，门扣，铁夹等。 （二）、弯曲的基本原理 以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。其过程为： 1、凸模运动接触板料（毛坯）由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯短矩，在弯矩作用 下发生弹性变形，产生弯曲。 2、随着凸模继续下行，毛坯与凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少， 毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。（塑变开始阶段）。 3、随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。（回弯曲阶段）。 4、压平阶段，随着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。 5、校正阶段，当行程终了，对板料进行校正，使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需形状。（三）、弯曲件的质量分析 在实际生产中，弯曲件的质量主要受回弹、滑移、弯裂等因素的影响，重点介绍回弹
FLUENT6.1全攻略 第一篇 FLUENT基础知识 第一章 FLUENT软件介绍 FLUENT软件是目前市场上最流行的CFD软件，它在美国的市场占有率达到60%。在我们进行的网上调查中发现，FLUENT在中国也是得到最广泛使用的CFD软件。因此，我们将在这本书中为大家全面介绍FLUENT的相关知识，希望能让您的CFD分析工作变得轻松起来。 用数值方法模拟一个流场包括网格划分、选择计算方法、选择物理模型、设定边界条件、设定材料属性和对计算结果进行后处理几大部分。本章将概要地介绍FLUENT软件的以下几个方面： （1）FLUENT软件的基本特点。 （2）FLUENT、GAMBIT、TECPLOT和EXCEED的安装和运行。 （3）FLUENT的用户界面。 （4）FLUENT如何读入和输出文件。 （5）FLUENT中使用的单位制。 （6）如何规划计算过程。 （5）FLUENT的基本算法。 1.1FLUENT软件概述 1.1.1网格划分技术 在使用商用CFD软件的工作中，大约有80%的时间是花费在网格划分上的，可以说网格划分能力的高低是决定工作效率的主要因素之一。FLUENT软件采用非结构网格与适应性网格相结合的方式进行网格划分。与结构化网格和分块结构网格相比，非结构网格划分便于处理复杂外形的网格划分，而适应性网格则便于计算流场参数变化剧烈、梯度很大的流动，同时这种划分方式也便于网格的细化或粗化，使得网格划分更加灵活、简便。 FLUENT划分网格的途径有两种：一种是用FLUENT提供的专用网格软件GAMBIT 进行网格划分，另一种则是由其他的CAD软件完成造型工作，再导入GAMBIT中生成网 1
第二节管材弯曲 管材弯曲工艺是随着汽车、摩托车、自行车、石油化工等行业的兴起而发展起来的，管材弯曲常用的方法按弯曲方式可分为绕弯、推弯、压弯和滚弯；按弯曲加热与否可分为冷弯和热弯；按弯曲时有无填料(或芯棒)又可分为有芯弯管和无芯弯管。 图6—19、图6—20、图6—21和图6—22分别为绕弯、推弯、压弯及滚弯装置的模具示意图。 图6—19 在弯管机上有芯弯管 1—压块2—芯棒3—夹持块4—弯曲模胎5—防皱块6—管坯
图6—20 型模式冷推弯管装置 图6—21 V 形管件压弯模 1—压柱 2—导向套 3—管坯 4—弯曲型模 1—凸模2—管坯3—摆动凹模 图6—22 三辊弯管原理 1—轴 2、4、6—辊轮 3—主动轴 5—钢管 一、材弯曲变形及最小弯曲半径 管材弯曲时，变形区的外侧材料受切向拉伸而伸长，内侧材料受到切向压缩而缩短，由于切向应力 θσ及应变θε沿着管材断面的分布是连续的，可设想为与板材弯曲相似，外侧的拉伸区过渡到内侧的 压缩区，在其交界处存在着中性层，为简化分析和计算，通常认为中性层与管材断面的中心层重合，它在断面中的位置可用曲率半径ρ表示(图6—23)。 管材的弯曲变形程度，取决于相对弯曲半径D R 和相对厚度D t (R 为管材断面中心层曲率半径，D 为管材外径，t 为管材壁厚)的数值大小，D R 和D t 值越小，表示弯曲变形程度越大(即D R 和D t 过小)，弯曲中性层的外侧管壁会产生过度变薄，甚至导致破裂；最内侧管壁将增厚，甚至失稳起皱。同时，
随着变形程度的增加，断面畸变(扁化)也愈加严重。因此，为保证管材的成形质量，必须控制变形程度在许可的范围内。管材弯曲的允许变形程度，称为弯曲成形极限。管材的弯曲成形极限不仅取决于材料的力学性能及弯曲方法，而且还应考虑管件的使用要求。 对于一般用途的弯曲件，只要求管材弯曲变形区外侧断面上离中性层最远的位置所产生的最大伸长应变 m ax 不致超过材料塑性所允许的极限值作为定义成形极限的条件。即以管件弯曲变形区外侧的 外表层保证不裂的情况下，能弯成零件的内侧的极限弯曲半径min r ，作为管件弯曲的成形极限。min r 与材料力学性能、管件结构尺寸、弯曲加工方法等因素有关。 图6—23 管材弯曲受力及其应力应变状况 a 受力状态 b 应力应变状态 不同弯曲加工方式的最小弯曲半径见表6—2。 表6—2 管材弯曲时的最小弯曲半径(单位：mm)
弯管模具设计标准 第一册
前言 随着公司的不断发展，之前的模具设计思路和方式需要进行整改，纠正模具设计师的随意行为，为此我们需要建立一套适合我司的模具标准化指导文件，其主要好处是①减轻设计的工作量，有利于提高设计质量并缩短模具开发周期；②减少模具各零部件的规格，提高互换性，便于设计与制造、从而降低成本；③规范模具设计师的随意性，有统一性、规范性。针对我司的产品种类和特征，本标准第一册《弯管模》 由于时间和水平原因，本标准难免存在一些问题，欢迎大家及时指正。 编者 二0一五年七月
弯管模具设计标准弯管模具目录 1 弯管模 序号目录页次 1——1 2——1 3——1 4——1 5——1 前言 弯管原理介绍 1.弯管弯曲原理分析 2.常见的弯管缺陷 模具结构图 模具零件图 1 轮模图 2 夹模图 3 导模图 4 防皱模图 5 芯棒图 总结 4 4 5 6 7 9 11 13 14 15
前言 金属管材的弯管在现代工业领域中应用十分广泛，主要用于汽车、机械、环保、化工等行业。我公司从事汽车零部件的制造行业多年，主要研究发动机上的进回油管、高压油管、进出水管、波纹管的弯管成型。主要材质为不锈钢304焊管及无缝管。 弯管原理介绍 （一）弯管弯曲成型原理分析 管材在外力矩作用下弯曲时，弯曲变形区的外侧材料受到切向拉伸而伸长、内侧材料受到切向压缩而缩短。由于切向应力和应变δ沿管材断面的分布是连续的，故当弯曲过程结束，由拉伸区过渡到压缩区，在其交界处一定存在着一层纤维，该层纤维的应变δ=0。此纤维层称为应变中性层，它在断面中的位置可用曲率半径R表示。管坯在弹性弯曲阶段，应力沿断面呈线性分布，应力与应变间的关系遵守虎克定律，故应力中性层和应变中性层互相重合并通过端面形心。随着弯曲过程的进行，当变形程度超过材料的屈服极限后，变形
钢板理论重量表钢板理论重量表
钢材理论重量计算公式 圆钢、螺纹钢、线材、钢丝：每米重量=0.00617 ×直径×直径钢板、扁钢、钢带：每米重量=7.85 ×厚度×边宽 镀锌钢板：每米重量=7.85×厚度×边宽×1.06（镀锌厚 酸洗钢板：每米重量=7.85×厚度×边宽 方钢：每米重量=0.00785×边宽×边宽
等边角钢：每米重量=0.00785×边厚×（2边宽-边厚） 不等边角钢：每米重量=0.00785×边厚×（长边宽＋短边宽-边厚） 六角钢：每米重量= 0.0068×对边距离×对边距离 八角钢：每米重量=0.0065×对边距离×对边距离 管材：每米重量=0.02466 ×壁厚×（外径-壁厚） 方管：每米重量=0.0157×壁厚×（边长＋边长-2.8584×壁厚） 矩形钢管：每米重量=0.0157 ×壁厚×（长度＋宽度-2.8584×壁厚） 椭圆钢管：每米重量=0.0123 ×壁厚×（长轴＋短轴-2×壁厚） 工字钢：每米重量＝0.00785 ×腰厚〔高＋f（腿宽－腰厚）〕 (f 值系数：一般型号带 a 的为 3.34 ，带 b 的为 2.65 ，带 c 的为 2.26 ）槽钢：每米重量＝0.00785 ×腰厚〔高＋e（腿宽－腰厚）〕 (e 值系数：一般型号带 a 的为 3.26 ，带 b 的为 2.44 ，带 c 的为 2.24 ）黄铜管：每米重量=0.02670 ×壁厚×（外径-壁厚） 紫铜管：每米重量=0.02796 ×壁厚×（外径-壁厚） 铝花纹板：每平方米重量=2.96 ×厚度 有色金属比重：紫铜板8.9 黄铜板 8.5 锌板 7.2 铅板 11.37 有色金属板材的计算公式为：每平方米重量= 比重×厚度
山东五征集团农业装备事业部管理文件 版/ 次:A/0 弯管工艺守则 2015-9-24发布 2015-9-25实施农业装备事业部技术部发布 前言 本规定是山东五征集团农业装备事业部结构件车间弯管设备使用支持性文件，目的是规范农业装备事业部结构件车间（以下简称结构件车间）弯管设备的正确使用和日常管理，使之制度化。通过实施，保证作业质量，提高员工的工作效率，保障良好的工作秩序。 本程序依据GB/T 28763-2012给出的规则起草。 本程序由山东五征集团有限公司农业装备事业部技术部提出。 本程序由山东五征集团有限公司农业装备事业部技术部归口。 本程序由山东五征集团农业装备事业部技术部负责组织起草。 本程序主要起草人： 审核： 会签： 批准： 弯管工艺守则 1 范围 本程序适用于金属管材在冷态下弯曲的缠绕式数控弯管机。 本程序适用于农装结构件车间DW63与DW114型号单头液压弯管机。 2 规范性引用文件
下列文件对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，其最新程序适用于本文件。GB/T 28763-2012 数控弯管机 3术语和定义 数控弯管机 至少应有主轴回转、卡头直线运动及卡头旋转的三轴运动，并用数控系统控制的弯管机。 4弯管机参数 弯管机主参数是弯管最大外径。 弯管机的主参数和基本参数应符合下表规定 弯管机的弯管外径范围为：当弯管最大外径小于114mm时，为至1倍的弯管最大半径；当弯管最大外径大于或等于114mm时，为至1倍的弯管最大半径。 结构件车间弯管机弯管参数: 5 结构件车间现有的弯管模具
紫铜管理论重量计算公式方法：每米重量=0.02796×壁厚×（外径-壁厚) ，以下为常用的铜管重量计算公式 黄铜管：每米重量（公斤）=0.02670*壁厚*（外径-壁厚）外径（毫米）内径（毫米）壁厚（毫米）理论重量公斤/米 3 2 0.50 0.035 3 1.5 0.75 0.047 4 3 0.50 0.066 4 2. 5 0.75 0.084 5 4 0.50 0.063 5 3.5 0.75 0.089 6 5 0.50 0.077 6 4.5 0.75 0.110 7 6 0.50 0.091 7 5.5 0.75 0.131 8 7 0.50 0.105 8 6.5 0.75 0.152 8 6 1.00 0.196 10 9 0.50 0.133 10 8.5 0.75 0.194 10 8 1.00 0.252 12 10.5 0.75 0.236 12 10 1.00 0.307 12 9 1.50 0.440 14 12 1.00 0.363 14 11 1.50 0.524 16 14 1.00 0.419 16 13 1.50 0.608 16 12 2.00 0.782 19 17 1.00 0.503 19 16 1.50 0.734 19 15 2.00 0.950 22 20 1.00 0.587 22 19 1.50 0.859 22 18 2.00 1.118 25 23 1.00 0.671 25 22 1.50 0.983 25 21 2.00 1.286 25 20 2.50 1.572 28 26 1.00 0.755 28 25 1.50 1.111 28 24 2.00 1.453 34 32 1.00 0.922 34 31 1.50 1.362 34 30 2.00 1.788
金属煨管及弯管计算 一、弯管的一般知识 1）弯管的主要形式：各种角度的弯头、U形管、来回弯(或称乙字弯)和弧形弯管等，如图1—1所示。 图1-1弯管的主要形式 ①、弯头是带有一个任意弯曲角的管件，它被用在管子的转弯处。弯头的 弯曲半径用R表示。R较大时，管子的弯曲部分就较大，弯管就比较 平滑；R较小时，管子的弯曲部分就较小，弯得就较急。 ②、来回弯是带有两个弯曲角(一般为135°)的管件。来回弯管子弯曲端 中心线间的距离叫做来回弯的高度，用字母h表示。管道与不在同一 平面上的接点连接时，一般需采用来回弯。 ③、U形管是成正半圆形的管件。管子的两端中心线间的距离d等于两倍 弯曲半径R。U形管可代替两个90°弯头。 ④、弧形弯管是带有三个弯曲角的管件。中间角一般成90°，侧角成 135°。弧形弯管用于绕过其它管子。 2）弯管尺寸由管径、弯曲角度和弯曲半径三者确定。 ①、弯曲角度根据图纸和施工现场实际情况确定，然后制出样板，照样板 煨制并按样板检查煨制管件弯曲角度是否符合要求。样板可用圆钢煨 制，圆钢的直径根据所煨管径的大小选用，10-14mm即可。
②、弯管的弯曲半径既不能过大，也不能选得太小。因为弯曲半径过大， 不但用材料多，而且管子弯曲部分所占的地方也大，这样会给管道装配带来困难；弯曲半径选得太小时，弯头背部管壁由于过分伸长而减薄，使其强度降低，而在弯头里侧管壁被压缩，形成皱纹状态。因此规定冷煨弯管的弯曲半径应不小于管子外径的4倍。 ③、弯管时，弯头里侧的金属被压缩，管壁变厚；弯头背面的金属被拉伸、 管壁变薄。弯曲半径越小，弯头背面管壁减薄就越严重，对背部强度的影响就越大。为了使管子弯曲后不致对原有的工作性能有过大改变，一般规定管子弯曲后，管壁减薄率不得超过15％。管壁减薄率可按下式进行计算： 010021????? ? ? ????? ? +- =W D R R A 式中A ——管子弯曲后外侧母线处管壁的减薄率(％)； D W ——管子外径(mm)； R ——弯管的弯曲半径(mm)。 (由上式可知,￠25的管子弯曲半径不得小于70 mm, ￠20的管子弯曲半径不得小于56 mm,但由于薄壁管一般达不到国标标准,所以该半径尺寸应放大一些) ④、弯管时，由于管子弯曲段内外侧管壁厚度的变化，还使得弯曲段截面 由原来的圆形变成了椭圆形。弯管断面形状的改变，会使管子的过流断面面积减小，从而增加流体阻力，同时还会降低管子承受内压力的能力，因此，一般对弯管的椭圆率做以下规定：管径小于或等于150mm 时，椭圆率不得大于10％；管径小于或等于200mm 时，椭圆率不得大于8％。管道的椭圆率可按下式进行计算： 01 2 1100?-=d d d T 式中T ——椭圆率(％)；