浅谈薄壁管数控弯曲的操作方法

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l 技 术 问题 的产 生
在 目前使用的设备是数控弯管机 ,而在弯曲薄壁管 时注意选用合适 的模具 ,模具结构其主要工作部分 由弯 曲模、导向模、夹持模、防皱板、芯棒、束头等组成 。 对 于 动车 组 等使 用 的不 锈钢 管 和铜 管通 常 采用 冷 弯
法 ,冷 弯法 是 在常 温 下使 管子 弯 曲成 型 ,冷 弯 的弯 曲半 径 应 不 小 于管 子 直径 的 1 . 5 倍 , 由于 管子 具 有很 大 的弹
2 0 1 6 年 第8 6 期 ( 总第3 8 7 期)
中阊高 新技术 金. 业
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NO. 36 . 2 01 6
( cu mu I a t i V e t y N O. 3 8 7)
范围内增加时,当弯曲速度增加到一定值时,壁厚变薄 率达到最小值 ,如继续增加弯曲速度,壁厚变薄率将增 加 ;对于弯曲内侧褶皱 ,速度越小,对于管材受挤压变
图1
形量越慢,越不容易产生褶皱 。
3 . 1 . 3 夹 持 力对 内侧 褶 皱 的影 响 也 非 常 大 , 当夹 持力 与芯 棒伸 出量配 合 调整 时 ,如果 夹 持力 不够 ,就会
浅谈薄壁管数控弯曲的操 作方法
苏 健 付 阳阳
( 中车唐 山机车 车辆有 限公 司总 装配一厂 ,河北 唐 山 0 6 3 0 3 5 )
摘要 :薄壁弯管的批量生产 ,一般是在数控 弯管机上冷弯成型的,无论是有芯弯曲还是无芯弯曲,由于薄壁 弯管管壁失稳临界力较低 ,弯曲部位常出现瘪皱等变形缺 陷,这种缺陷产生不但会削弱管子的强度 ,降低承 栽能力,而且容易造成管 内 介质流动速度不均匀,产生涡流和弯曲部位积聚污垢等影响管路的正常使 用。文 章讲述了薄壁管数控弯曲的操作方法。 关键词:薄壁管;数控弯管机 ;有芯弯曲;褶皱;冷弯成型 文献标识码 :A 中图分类号 : T G 3 8 6 文章编号:1 0 0 9 - 2 3 7 4( 2 0 1 6 ) 3 6 - 0 0 8 8 - 0 2 D O I :1 0 . 1 3 5 3 5 / j . e n i d . 1 1 — 4 4 0 6 / n . 2 0 1 6 . 3 6 . 0 4 4

3 . 2 管子断面成椭圆分析 由于管子弯曲过程中,向中部作用力由外缘拉应力 和 内缘压应力的合力,导致管子弯 曲部位在水平面上的
直 径 变 化 ,垂 直 面 上 的直 径 增 加 ,水 平 面 上 的 直 径 减
小,出现椭圆形,椭圆变形程度称为椭圆度 。
88.
最大外径一最小外径

— — — — — 二 — 一 2
式 Байду номын сангаас:
一 一
弯曲后外侧母线出管壁的厚度
管子外 径

弯 曲半径

启动时夹持模把管子 固定在弯曲模的槽 内,同时导 向模
与弯 曲模及防皱板夹紧管子 ,芯棒插入管子 内部,当弯 曲模主轴 回转时,管子就随之转动缠绕在其周向,得到
所需 要 的弯 曲半径 。
形量过大时,外侧管壁会拉裂,内侧管壁会 出现褶皱 ,
使工 件报废 。
3 . 1 . 1 弯曲半径、芯棒伸 出量、弯 曲速度以及采
用 的弯 管方 法等 导致 了管子 弯 曲处 管壁 减薄 ,弯 曲半径 的大 小对 弯管 的影 响可 以用下 式表示 :


1 上
_
性,此时施加的外力弯曲时消除后,管子会回弹一个角 度,所 以一定的过弯量一定要有。 数控弯管机冷弯法 的工作原理:弯管模具装在数控 弯管机上 ,具体工艺方法是:弯 曲模装在数控弯管机的 主轴上,夹持模装在数控弯管机夹钳上,当数控弯管机
有 间隙 ,使 得管 子 内侧 产生 褶皱 。 4 . 2 工 艺参数 的设 定
根 据要 求 :管子 弯 曲好 后截 面 畸变量 C ≤5 % 。
4 操作方法解决方案
4 . 1 模具安装的操作方法 4 . 1 . 1 夹持模安装。安装夹持模 时,将夹持模 内 侧凹槽的花纹位置用清洗剂清洗干净,保证没有油污, 增加与管子外表面的摩擦力,同时在调整夹持模夹持力 时,通过试验数据得 出,用扭矩扳手进行紧固,保证夹 持力 ̄ >l l O N m ,能够满足夹持模的夹持力。 4 . 1 . 2 导 向模安装 。安装导向模时 ,由于管子的 外径公差在±O . 0 5 m m 的公差范围内,调整模具要保证满 足批量管子 的生产,所以在调整导向模的夹紧力时,用 0 . 0 5 a r m 的塞尺垫于导向模与弯曲模 的贴合位置,然后调 整顶紧螺栓,保持一定的压紧力。 4 . 1 . 3 芯棒选用及位置调整 。芯棒的选 用:在弯

原管 壁厚度
由上式 可见 , 当管径D 一 定时 ,弯 曲半径R 越大 ,越
接近于 ,外侧管壁减薄的越小,在弯曲中管壁上所受 的拉力越小 ,而断面 的椭圆变形和 内侧管壁的褶皱变形
也就 越小 。
3 . 1 . 2 弯 曲速 度 对 管壁 减 薄 、 内侧 褶 皱 也 有 重 要 的影 响 ,壁 厚 变薄 趋 向于减 小 ,是 由于弯 曲速 度在 较 小
截 面畸变 量 C
最 大外径
× l O 0 %
置就调整完成。 4 . 1 . 4 防 皱板 安 装 。防皱 板 是 安 装在 弯 曲模和 导 向模 中间的位置 ,将 防皱板安放到数控弯管机上 ,然 后用万能角度尺测量防皱板与 导向模 的夹角应保证在 3 。~5 。之间,因为管子弯曲时会在管子末端有一个 向 防皱模方向的分力,如果将防皱模与导向板的夹角调整 小于3 。,则管子末端与防皱模 的压力使得管子不能向 前移 动造 成 管子 外侧 减 薄率 增加 ,如果将 防皱模 与 导 向 板的夹角调整大于5 。,则管子 内壁就会 出现与防皱板
2 薄壁管弯制的缺陷机理
( 1 )管材内表面出现瘪皱; ( 2 )管材弯曲位置外
壁变薄; ( 3 )管材 截面形 状 畸变 。
造成管子在弯曲时回缩,形成倒弯曲情况,在弯曲内侧 就会 出现死褶,在夹持模位置形成磨损,甚至会造成损
坏芯 棒 的影 响 。
3 缺 陷机理 分析
3 . 1 管子弯曲外侧变薄、内侧褶皱分析 管子在弯 曲时,其 圆角区外侧管壁受拉应力 6 1 而 变薄,内侧管壁受压应力 6 2 而增厚 ,离中心层越远变 化量越大,由于管壁太薄导致薄壁管材在承受弯曲时 , 产生 内侧管壁起皱现象 ,沿纵 向压缩变形的需要产生横 向变形,受到压力作用 的管壁的材料 已满足不 了,当变