弯管模具设计分析
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塑胶弯管模具设计原理及要点总结塑胶弯管模具是一种用于制造塑胶弯管的工具。
它的设计原理和要点对于模具的质量和生产效率都起着至关重要的作用。
本文将从设计原理和要点两个方面进行总结。
一、设计原理1.模具结构设计原理:塑胶弯管模具的结构设计应该符合弯管的形状和尺寸要求,保证弯管的精度和质量。
同时,模具的结构设计应该简洁合理,易于加工制造和使用。
2.模具材料选择原理:模具的材料选择应该具有高强度、高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性。
常用的模具材料有合金钢、不锈钢等。
3.模具热处理原理:模具的热处理是提高模具硬度和耐磨性的重要工艺。
常用的热处理方法有淬火、回火等。
4.模具冷却原理:模具在使用过程中会受到加热,需要通过冷却措施降低温度,以保证模具的寿命和性能稳定。
常用的冷却方法有水冷、风冷等。
二、设计要点1.弯管形状设计要点:塑胶弯管模具的设计要考虑弯管的形状,包括弯曲角度、弯曲半径和弯管长度等。
合理的弯管形状设计可以减少塑胶变形和应力集中,提高产品质量。
2.模具结构设计要点:模具的结构设计要考虑生产工艺和使用要求,包括模具的分体结构、结构紧凑和易拆装等。
合理的结构设计可以提高生产效率和模具的使用寿命。
3.模具配件选择要点:模具的配件选择要考虑材料和精度要求,包括导柱、导套、模板等。
合理的配件选择可以提高模具的稳定性和精度。
4.模具表面处理要点:模具的表面处理要考虑防腐蚀和增加摩擦力,常用的表面处理方法有镀铬、喷涂等。
合理的表面处理可以延长模具的使用寿命。
5.模具制造工艺要点:模具的制造工艺要考虑材料加工和装配工艺,包括数控加工、线切割和装配工艺等。
合理的制造工艺可以提高模具的加工精度和装配质量。
塑胶弯管模具的设计原理和要点对于模具的质量和生产效率至关重要。
设计应符合弯管的形状和尺寸要求,材料应具备高强度和耐磨性,热处理和冷却措施应适当,结构设计应简洁合理,配件选择应合适,表面处理应考虑防腐蚀和增加摩擦力,制造工艺应合理。
弯管原理及弯管模具设计教程弯管是一种常见的管道加工方式,其原理是通过对金属管道施加一定的力以改变其形状。
弯管模具是用于弯管加工的专用工具,通过设计和制造合适的弯管模具可以实现各种形状的弯管加工,提高生产效率和产品质量。
弯管的原理主要涉及材料的塑性变形和力的作用。
首先,当外力作用在金属管道上时,管道开始产生弯曲应力。
随着应力的增加,金属开始发生塑性变形。
在弯管的过程中,管道内侧受到压缩应力,外侧受到拉伸应力。
当外力作用达到一定程度,金属管道开始发生弯曲,直至弯管到达所需的角度。
弯管模具的设计是实现弯管加工的关键。
设计弯管模具时需要考虑以下几个方面:1.弯管的形状和尺寸:需要确定弯管的形状和尺寸,包括弯曲角度、弯管半径、弯管长度等。
这些参数将直接影响到模具的设计和制造。
2.材料的选择:弯管模具需要承受较大的力,因此需要选择强度高、耐磨损的材料。
一般常用的材料包括合金钢、合金铸铁等。
3.模具的结构:模具的结构应该尽可能简单、刚性较高,以确保弯管加工的精度和稳定性。
一般情况下,模具由上模、下模和支撑架组成。
4.弯管的夹持方式:弯管模具需要提供足够的夹持力,以防止管道在弯曲过程中滑动或变形。
常用的夹持方式包括机械夹持和液压夹持。
5.模具的加工和调试:模具的加工应根据实际需求进行,确保模具的精度和质量。
在模具制造完成后,还需要进行调试和优化,以确保弯管加工的精度和质量。
弯管模具的设计与制造需要考虑多个因素,包括弯管的形状和尺寸、材料的选择、模具的结构、弯管的夹持方式以及模具的加工和调试等。
通过合理的设计和制造,可以实现各种形状和规格的弯管加工,提高生产效率和产品质量。
同时,模具的使用寿命和稳定性也是设计中需要考虑的重要因素,合理的材料选择和加工工艺能够延长模具的寿命,减少维护和更换成本。
总之,弯管模具的设计是实现弯管加工的关键,对加工品质和效率有着重要的影响。
1---1 模具结构图
第1页,6页主视图
模具结构图
一套完整的弯管模具结构包括轮模、夹模、导模、芯棒
防皱板组成。
动作原理: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,夹模导模松开,复位完成整个动作。
1---1 轮模图
第2页平面图
1---1 夹模图
第3页平面图
1---1 导模图
第4页平面图
1---1 防皱板图
第5页平面图
防皱板标准化
防皱板主要用在薄壁(T≦1MM),管径(¢≧10MM)的管材上,主要防止管子弯曲处起皱。
防皱板一方面起着对管子支撑作用,另一方面围绕轮模相对滑动。
因此,防皱板需根据轮模半径设计
防皱板尺寸按图纸设计统一:其它尺寸按图纸零件设计
1---1 芯棒图
第6页平面图
芯棒标准化
1、芯棒尺寸按图纸设计统一:除以下尺寸外
A:根据原材料内径设计,一般比内径偏小0.5~0.8 B:根据原材料内径设计,一般比内径偏小0.2~0.5。
薄壁钢管弯曲模具设计弯管在制冷、机械、化工等行业中的应用十分广泛,薄壁钢管弯管的批量生产,一般是在弯管机上冷弯成形,由于薄壁钢管管壁支撑失稳临界力较低,弯曲部位常出现瘪皱等变形缺陷。
这些缺陷不但削弱钢管的强度,降低其承载能力,而且容易造成管内流动介质速度不均、产生涡流和弯曲部位积聚污垢等,影响弯管的正常使用,因此消除弯管缺陷成了弯管过程中最大难点,必须高度重视。
一、薄壁钢管弯曲受力与变形分析薄壁钢管弯曲时,管子在外力作用下弯曲变形,其弯曲部分的外缘在拉应力作用下管壁变薄,而管子内缘在压应力作用下管壁增厚.由于在管子弯曲过程中,外缘拉应力和内缘压应力的合力都向中部作用,导致管子弯曲部位在水平面上的直径变大,垂直面上的直径减小,出现椭圆形.同时,如果弯曲模具弧槽参数选择不当,不能起到强化弯曲部位管壁的作用,则管子内缘在压应力作用下,因管壁失稳临界力较低而产生波浪形皱褶.由以上分析可知:薄壁钢管弯曲时极易产生瘪皱缺陷。
因此设计薄壁钢管弯曲模具时,必须合理确定其结构参数,以便钢管弯曲时,在模具作用下使管子产生一预加反应力,以抵消薄壁钢管弯曲时产生的椭圆变形,对弯曲部位的瘪皱缺陷进行合理控制。
二、薄壁钢管弯曲模具设计简易薄壁钢管弯管机的结构如图1所示,弯管模具如图2所示,由弯管模块、滚动压轮和导轮组成。
滚动压轮和导轮安装于滚轮座中,并可在转盘的滑槽中上下移动。
弯管时,扳动手柄带动转盘绕轴转动,由导轮向管子施加压力,使其发生弯曲变形。
同时滚动压轮在钢管弯曲部位施加一定压力,通过轮上弧槽使之产生一反向预压力,以抵消钢管弯曲时产生的椭圆变形,使管子内缘与弯管模块弧槽紧密贴合,以强化弯曲部位管壁,消除内壁皱褶.1.弯曲模块钢管弯曲后的半径和形状取决于弯管模块,因此,必须合理确定其结构参数,弯管模块如图3所示:图3 弯管模块1)弯管模块直径D由于外力取消后,被弯曲的钢管会产生回弹,所以弯管模块直径应小于两倍的弯管曲率半径,数值按下面的经验公式计算(2)圆弧槽半径r与倒圆半径r1因相对弯曲半径ε(ε=R0/d)的不同而有所不同,其目的是为了强化钢管弯曲部分管壁,避免皱褶,数值可按下式计算:r=Kd/2,其中K为按相对弯曲半径ε大小确定的系数,当ε≥3。
冷弯管原理和弯管模具设计一.弯管原理弯管机标准模具包括:弯管模、夹紧块、导板(或滚轮)。
多节活芯、防皱块为选件D管件外径t管件壁厚R弯曲半管件外径D仅反映管件大小,管件弯曲加工的易难程度取决于管件的壁厚和弯曲半径,管件壁厚越小,半径越小加工难度越大。
一般我们用相对壁厚,相对弯曲半径作为弯管的工艺参数相对壁厚tx=t/D,相对弯曲半径Rx=R/D弯管机对于Rx>3D,tx>0.04的管件使用标准模具即可,对于Rx<3D,tx<0.04D 的管件弯管机可加上防皱板, 多节芯头等工艺措施来保证管件弯曲质量弯管机主要采用缠绕弯管工艺,缠绕弯管工艺可以比较容易在弯管模具加上各种措施以得到较好的管件质量。
弯管工艺弯管工艺,口径从DN25~DN104,壁厚1~2mm,其弯曲半径一般为1D,即是管子口径。
弯管最难处理的就是内圆弧,弯径小了容易起皱,上述工艺主要是消皱器起作用,所以能弯小半径的工件那消皱器的材料很讲究,太硬了,磨伤工件,太软了,不起作用。
是一种铜合金。
弯管芯棒的选取和使用摘要:介绍了管子在冷态弯制时的变形情况,以及通过合理选择芯棒及掌握其正确的使用方法,达到弯制出理想小半径管件的方法。
键词:应力;芯棒;相对弯曲半径;相对壁厚一、引言弯管技术广泛应用于锅炉及压力容器行业,中央空调制造业、汽车工业、航空航天工业、船舶制造业等多种行业,弯管质量的好坏,将直接影响到这些行业的产品的结构合理性,安全性、可靠性等。
因此,为了弯制出高质量的管件,就应该掌握管件在不同工艺条件下的加工技巧。
对于冷态弯管,合理选择芯棒的形成及掌握其正确的使用方法非常必要。
二、工艺分析在纯弯曲的情况下,外径为D、壁厚为S的管子受外力矩M的作用发生弯曲时,中性层外侧的管壁受拉应力σ1的作用而减薄,内侧管壁受压应力σ2的作用而增厚(见图1a)。
同时,合力F1和F2又使管子弯曲处的横截面发生变形而成为近似椭圆形(见图1b),内侧管壁在σ2的作用下还可能出现失稳而起皱(见图1c),为弯制出理想的管件,就应采取相应的措施来防止上述这些缺陷的产生,其中有芯弯管就是最常用的有效方法之一。
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——12——1 3——1 4——15——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44567911131415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,变形性质由弹性变为塑性,故在弯曲过程中应力中性层和应变中性层不仅不相互重合,也不通过断面形心,而是随曲率的增大逐渐向曲率中心方向移动,并且应力中性层的移动量大于应变中性层的移动量。
弯管原理和弯管模具设计弯管是一种常见的金属加工工艺,用于将直管材料弯曲成所需的形状和角度。
弯管工艺可应用于各种不同的行业,包括汽车制造、航空航天、建筑和家具等。
在弯管过程中,弯管原理和弯管模具设计是非常重要的。
一、弯管原理弯管原理是建立在材料的塑性变形基础上的。
当应力施加到材料上时,材料会发生塑性变形,而不会发生断裂。
在弯管过程中,沿着管材的轴向施加力,并在管材的两端施加转矩,使得管材发生弯曲。
弯管原理可以通过弯曲力矩和弯曲应力来描述。
弯曲力矩是指施加在弯曲管材上以产生弯曲的力矩,它与管材的截面形状、尺寸、弯曲角度和材料特性有关。
弯曲应力是指管材在弯曲过程中受到的应力,它与材料的弯曲模量、截面形状和尺寸有关。
在弯管过程中,管材通常会受到拉伸和压缩的力,并且外侧弯曲的强度要大于内侧弯曲的强度。
为了避免管材的变形或破裂,需要根据管材的特性和所需的弯曲角度选择适当的弯曲半径。
弯管模具设计是为了实现所需形状和角度的管材弯曲而进行的。
弯管模具需要具备以下特点:1.合适的模具材料:弯管模具需要选用耐磨性和强度较高的材料,以保证模具在长时间使用过程中不变形或损坏。
2.合理的结构设计:弯管模具的结构设计需要考虑到工艺的要求和材料的特性,使得其能够适应不同尺寸和形状的管材弯曲。
3.精确的加工:弯管模具的加工需要保证模具的精度和表面质量,以确保弯管过程中的高精度和光滑度。
4.模具补偿设计:由于管材在弯曲过程中会发生弹性回复,弯管模具的设计需要考虑到弹性回复量,使得弯曲后的管材能够达到所需的形状和角度。
5.模具焊接和固定:弯管模具的焊接和固定需要保持模具的稳定性和可靠性,以防止模具在弯管过程中的移动或松动。
总结起来,弯管原理和弯管模具设计是实现管材弯曲的关键。
了解弯管原理可以帮助我们更好地理解和掌握弯管工艺,而合理的弯管模具设计可以提高弯管的精度和质量。
弯管工艺在工业生产中的应用广泛,通过不断改进和创新,可以提高生产效率和产品质量,推动行业的发展。
浅析弯管整形模具技术发布时间:2022-11-11T01:33:40.137Z 来源:《中国科技信息》2022年14期作者:邹继全[导读] 工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方邹继全浙江飞挺特材科技股份有限公司,浙江省温州市325000摘要:工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。
简而言之,模具是用来制作成型物品的工具,这种工具由各种零件构成,不同的模具由不同的零件构成。
它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。
弯管机弯曲模具在汽车工业有着最为广泛的应用,随着商用重卡和中卡行业中气(油)管路设计的日趋成熟,对于钢管弯曲模具也提出了更高的技术要求。
关键词:弯管、模具、技术引言模具是工业生产地基础装备,同时又是原料及设备的“效益放大器”,模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。
因此模具工业是国民经济的基础工业,被称为“工业之母”,模具生产技术水平的高低,已成为一个国家制造业水平高低的重要标志。
现代模具行业是技术、资金密集型的行业,模具行业的发展,可以带动制造业的蓬勃发展。
如今,模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低,而在各行各业得到了广泛应用,并且直接为高新技术产业服务,特别是在制造业中,它起着其它行业无可取替代的支撑作用,对国民经济的发展有着辐射性的影响。
1、塑料模具的前景塑料是生产生活中的常见物品,它广泛用于农业、工业、建筑、包装、国防尖端工业以及人们日常生活等各个领域。
农业方面:大量塑料被用于制造地膜、育秧薄膜、大棚膜和排灌管道、鱼网、养殖浮漂等。
工业方面:电气和电于工业广泛使用塑料制作绝缘材料和封装材料:在机械工业中用塑料制成传动齿轮、轴承、轴瓦及许多零部件代替金属制品;在化学工业中用塑料作管道、各种容器及其它防腐材料:在建筑工业中作门窗、楼梯扶手、地板砖、天花板、隔热隔音板、壁纸、落水管件及坑管、装饰板和卫生洁具等。
弯管模具强度设计标准是什么弯管模具强度设计标准主要包括两个方面,即材料强度设计和结构强度设计。
下面是对这两个方面的详细解释。
1. 材料强度设计:弯管模具通常需要承受一定的载荷,在设计时需要选择合适的材料以保证其强度和耐久性。
材料强度设计的标准主要包括以下几个方面:- 材料的屈服强度和抗拉强度:弯管模具所使用的材料应具有足够的屈服强度和抗拉强度,以承受模具在工作过程中所受到的载荷。
- 冲击韧性:弯管模具在使用过程中可能会受到冲击载荷,因此需要选用具有良好冲击韧性的材料,以避免在使用过程中发生断裂或裂纹。
- 耐磨性:弯管模具在使用过程中往往需要经受一定的摩擦和磨损,因此应选用具有较高耐磨性的材料,以延长模具的使用寿命。
- 耐腐蚀性:弯管模具在使用过程中可能会接触到腐蚀性介质,因此需要选择具有较好耐腐蚀性的材料。
2. 结构强度设计:弯管模具的结构强度设计主要考虑模具的整体结构和各个部件之间的连接方式,以保证模具在使用过程中不会发生变形、断裂等失效情况。
结构强度设计的标准主要包括以下几个方面:- 稳定性:弯管模具的结构应具有足够的稳定性,以承受外部载荷并保持不变形、不倾斜。
- 连接方式:弯管模具的各个部件之间的连接方式应具有足够的强度,以确保连接处不会发生松动或断裂等失效情况。
- 加强措施:对于弯管模具中较薄弱或容易受到冲击的部位,可以采取加强措施,如增加加强筋等,以提高其抗弯强度和抗冲击能力。
综上所述,弯管模具的强度设计标准包括材料强度设计和结构强度设计,其中材料强度设计涉及材料的屈服强度、抗拉强度、冲击韧性、耐磨性和耐腐蚀性等方面,而结构强度设计则考虑模具的稳定性、连接方式和加强措施等因素。
通过合理的强度设计,可以确保弯管模具在工作过程中能够安全可靠地承受所受到的载荷,提高模具的使用寿命。
管材高精度弯曲成形模具设计与工艺研究管材弯曲成形是机械加工中的重要组成部分,常见的加工方式为弯管机加工,在较小口径的管材加工中,多见于手工弯管器弯曲,但是手工弯管器精度较低且遇到特殊弯曲要求时难以满足,本文对手工高精度弯管进行研究,从弯曲模具、检具、工艺方法等部分进行分析,总结了一套管材高精度弯曲成形的工艺方法。
标签:管材;弯曲;设计工艺研究前言弯管的主要参数包括弯曲半径、弯曲角度、弯管段弧长、起弯点。
高精度多半径弯管的工况下,常规手工弯管器难以实现,需要根据弯曲形状及弯曲精度设计专用弯曲模具及检具,并且要有合适的弯曲工艺,才可以达到弯管的精度要求。
一、检具的设计复杂管材弯曲成形后,由于几何形状的特殊性,在不借助三坐标测量仪或投影仪等现代化高端检测设备的情况下,难以对其精度进行检验,如果采用这些高端设备进行检测从经济性和检测效率上均较差,所以在弯管模具设计之前,要针对目标管形进行专用检具设计。
专用检具的设计方法:可以在同一检具上设计目标管形的整体检测结构和不同弯曲部分的单一检测结构,为回弹测试做准备。
专用检具的优点有以下几点(1)可以在弯曲模具调试时,更好的量化弯管模具的调整数据及调整方向;(2)加工成本低,相对高端检测设备而言,有非常好的经济优势;(3)对操作者技能要求低,检测效率高;(4)可以根据目标管形的精度要求,进行检测结构的设计,可进行全管形检测且检测精度高;(5)可以和弯管模具同步并行,缩短研发周期。
二、模具设计与测试弯管模具是管材成形的核心部件,管材弯曲的难点在于回弹的测试,要想设计精准的弯管模具,必须在设计之前对管材的回弹进行测试,首先预估管材回弹系数进行测试模具的设计,例如取目标管形弯曲半径的0.9倍进行模具设计,测试用的简易弯管模具主要由弯曲模(定轮)、一个绕其旋转的动轮、一个固定两轮的固定杆组成,在测试过程中,要以匀速进行弯曲。
在回弹量测试过程中,常见的错误为,直接观察弯管弧度部分是否与检具吻合,其实这是在测试弧长,影响弧长的前提因素有弯曲角度和弯曲半径,所以应该按照角度、半径、弧长的顺序进行测试。
小角度弯管马蹄模具结构-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在概述部分,我们将介绍小角度弯管马蹄模具结构的基本概念和背景。
小角度弯管马蹄模具结构是一种用于加工弯曲管道的模具,其特点是能够处理小角度的弯曲需求。
在工业生产中,弯管是一种常见的加工零件,它被广泛应用于建筑、汽车制造、航空航天等领域。
传统的弯管加工技术,对于小角度的弯曲需求较难满足,常常需要借助复杂的设备和工艺。
而小角度弯管马蹄模具结构的出现,为解决这一问题提供了一种新的解决方案。
小角度弯管马蹄模具结构通过设计精巧的模具形状和合适的加工工艺,能够实现对小角度弯曲管道的高效加工。
它的主要构成部分包括模具腔体、模具芯和模具滑动块。
模具腔体是用来固定和支撑管道的主体部分,模具芯是用来塑造管道曲线的关键部件,而模具滑动块则能够根据需要调整管道的弯曲角度。
小角度弯管马蹄模具结构的出现,不仅提高了小角度弯曲管道的加工效率和质量,还降低了生产成本。
它能够满足各种小角度弯曲管道的加工需求,并在实际应用中取得了良好的效果。
本文将深入探讨小角度弯管马蹄模具结构的关键要点和设计原理,希望能为相关行业的工程师和技术人员提供有益的参考和借鉴。
在接下来的正文部分,我们将详细介绍小角度弯管马蹄模具结构的要点和技术细节。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕小角度弯管马蹄模具的结构展开讨论,共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将对小角度弯管马蹄模具的概述进行介绍。
首先会对小角度弯管马蹄模具的背景和应用领域进行概述,引入读者对该模具的认知。
接着将对本文的结构进行简要说明,使读者对整个文章的梗概有所了解。
最后,引言部分还会明确本文的目的,即探讨小角度弯管马蹄模具的结构要点,为模具设计和制造提供参考。
正文部分将分为多个段落,详细论述小角度弯管马蹄模具的结构要点。
每个小节将重点介绍一个或多个关键点,阐述其原理、设计方法和优势。
通过对小角度弯管马蹄模具的结构要点进行深入解析,读者可以全面了解该模具的设计原理和应用范围。
弯管模具弯管模具是一种用于加工金属管道的工具,一般由金属和塑料材料制成。
它的设计灵活,可适用于各种形状和尺寸的管道弯曲。
弯管模具在许多行业中都广泛应用,如建筑、汽车制造、航空航天等。
弯管模具的基本原理是通过将管道放入模具中,然后施加一定的力量使其弯曲成所需的形状。
这种弯曲方式比传统的手工弯曲更加精确和稳定。
弯管模具可以生产出大量相同形状和尺寸的管道,提高了生产效率和质量。
弯管模具具有许多优点。
首先,它可以生产各种角度和半径的弯管,满足不同应用的需求。
其次,弯管模具的操作简单,不需要熟练的技术人员,减少了人力成本和培训时间。
再次,弯管模具可以精确控制弯曲的角度和半径,保证了管道的质量和准确度。
此外,弯管模具的使用寿命长,可以进行大批量的生产,提高了生产效率。
弯管模具的设计和制造需要考虑许多因素。
首先是材料的选择。
通常,弯管模具需要具有足够的硬度和耐磨性,以承受加工时的压力和摩擦。
其次是模具的结构设计。
模具需要能够容纳不同尺寸的管道,并具有足够的强度和稳定性。
最后是模具的加工工艺。
模具的加工需要精确的数控机床和切削工具,以确保模具的精度和质量。
在实际应用中,弯管模具可以根据不同的需求进行定制。
例如,对于特殊形状的管道,可以设计专门的模具来满足要求。
此外,弯管模具还可以与其他设备和机器人系统配合使用,实现自动化生产。
然而,弯管模具也存在一些挑战和限制。
首先是成本问题。
弯管模具的设计和制造需要较高的技术和设备投入,因此价格较高。
其次是适用范围的限制。
弯管模具适用于较小直径的管道弯曲加工,对于较大直径的管道则需要更大尺寸的模具。
最后是维护和修理的问题。
弯管模具在长时间使用后可能会出现磨损和破损,需要及时进行维修和更换。
总之,弯管模具是一种重要的加工工具,广泛应用于各行各业。
它具有精确、稳定和高效的特点,可以满足不同应用的需求。
随着技术的进步,弯管模具的设计和制造将会更加高效和智能化。
我们期待弯管模具在未来的应用中发挥更大的作用。
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
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(2~3)D设计,如果产品直段长度<(2~3)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。
2.3 芯棒
芯棒的形状是多种多样的,主要是起支撑作用,从而控制弯曲部分管材的变形及质量,使用何种形状的芯棒,主要取决于产品的设计及管材规格及设计结构。
图2为芯棒的常用结构形状。
直芯棒结构简单,加工、使用方便,主要用于管材壁厚较厚,弯曲半径较大,弯曲变形要求不高的产品。
球头直芯棒在上料操作时更加方便,目前已基本取代了图2(a)直芯棒的结构。
弧形直芯棒在加工方面较球头直芯棒要复杂一些,但由于其弧形在弯曲过程中起到了一定的支撑作用,因此弯曲部分变形较小,在弯管质量方面有所提高。
联接式芯棒主要是多个球形珠子联接在一起,在管材弯曲过程中,可保持对材料的支撑作用,因此弯曲变形较小,弯管较为饱满,质量很高。
而硬联接芯棒主要是用几个钢性连接片和销将珠子连接起来,结构较为简单,加工难度适中,使用寿命较长,目前被广泛应用于弯管的批量生产中。
软联接芯棒虽然加工较为简单,但联接结构稳定性及强度均较差,极少使用。
万向联接芯棒,使用效果最好,但加工难度高,使用成本也较高,目前,国内很少使用,而国外使用较为普遍。
联接式芯棒中,珠子个数的多少,取决于管材的弯曲角度和弯曲半径,目的是获得理想的弯曲饱满程度。
珠子数量过多,阻力大,弯曲过程中容易断裂,影响生产效率。
珠子数量过少,弯曲变形大,饱满程度不好,质量不满足要求。
一般芯棒大多淬火处理到HRC50左右,来抵抗管材的弯曲磨损,从而提高使用寿命。
如果硬度过高,则会降低芯棒的韧性,容易发生断裂。
芯棒直径尺寸很关键,一般它要比管材的理论内径小0.1~0.4 mm,以保证管材的顺利插入和弯管质量。
其中,间隙的大小完全取决于产品设计,不同设计,不同管材,其设计间隙都是不一样,需要在实践中去领悟。
2.4 导模
在弯管过程中,导模主要是压紧管材,并辅推动管材弯曲,导模运动速度理论上应和管材转动的线速度一致,在实际调试、生产时,可通过设备调节而改变导模辅推速度,直到调试出最理想产品为止。
导模压紧力大小目前一般由经验确定,压紧力过大管材减薄量明显,甚至断裂,压紧力过小,易起皱。
调试时通过设备调整将导模压紧力到合适状态。
导模长度尺寸过大,在数控弯管机尾料弯管送料时干涉或浪费管材长度,这在工艺上都是不充许的。
通常,长度尺寸是由展开的弧长和经验计算出来的。
一般按弯曲弧长的展开长度再加上3倍的管材直径。
型腔棱边倒角设计R角过渡,解决合模夹痕,提高管件外观质量。
导模淬火处理到HRC50左右,保证型腔耐磨并提高使用寿命。
2.5 防皱板
管材壁厚和外径的比值即t/D≤0.055时,设计弯管防皱板,使管子在轮模的切点处建立一个直线区,防止管子在弯曲变形时起皱。
防皱板一方面起着对管子的支撑、防皱作用,同时管材相对防皱板型腔滑动,因此要求防皱板耐磨、表面光滑、材料磨擦系数小。
目前常用的材料是铝青铜(QAl9-4),采用加工中心加工,配合曲面精度高及型腔表面光滑,是防皱板的加工关键点。
2.6 弯曲力矩
理论上讲,在进行任何一套弯管模具设计时,首先应该计算产品的弯曲力矩,从而确定弯管机的能力是否满足要求。
而实际上,管材弯曲时的弯矩、不仅取决于管材的性能、断面形状及尺寸、弯曲半径等参数,同时还与弯曲方法、使用的模具结构等有很大的关系。
因此,目前还不可能将诸多因素都用计算公式表示出来,在生产实践中,目前主要还是依靠经验做出估算。
由于弯管机设备能力一定,有最大弯曲力矩、最大弯管规格的限制,只需了解设备能力,在设计模具前加以考虑,防止因设备能力不足而导致模具设计的浪费,而不需要进行弯曲力矩的详细计算。
弯管机的弯管能力一般说明书中都有说明,在设计中必须考虑。
3 结语
弯管模具设计的最终目标是以最低的成本、稳定的批量生产来满足产品要求,满足客户交付要求。
这需要在工作中持续研究、不断改进模具设计、逐步提高弯管工艺水平,从而制造出高质量的弯管产品。
参考文献:
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