管材煨弯速度对椭圆度的影响分析

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机械工程师MECHANICAL ENGINEER

管材煨弯速度对椭圆度的影响分析陈晓强,姜春鹏(中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东青岛266000)

摘要:管材在机加工煨弯过程中圆弧处的变形(椭圆度)作为一个关键的性能指标参数,在实际管材加工的过程具有重 要的实际意义。文中主要通过实验分析管材在机加工煨弯过程中,不同的煨弯速度对管材圆弧处椭圆度的影响,为技术研 发和应用提供参考。关键词:椭圆度;管材;煨弯速度;性能参数中图分类号:"IG3D 文献标志码:B 文章编号:1002-2333(2017)01-0150-02

0引言椭圆度是一个重要的性能指标参数,从工艺分析可 知,管材在煨弯加工的过程中,管材发生弯曲变形,在弯 曲的圆弧外侧对应的管壁会变薄,圆弧内侧对应的管壁 会起褶皱,降低管材承受内压力的能力,同时,管材弯曲 后截面形状会发生由圆形到椭圆形的变化,管材的截面 面积也会有所减小,增大对管内流体流动的阻力,从而影 响管材在实际应用中的功能和效果[1-]。本文主要探讨和 分析管材在煨弯过程中,模具的煨弯速度对管材椭圆度 的影响。以期能够帮助该领域技术人员更好地对管材进1椭圆度计算弯管时,由于管材弯曲段内 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。一般对弯管的椭圆度做 以下规定:管径不大于150 mm 时,要求椭圆度不大于10%;管径大于150 mm、小于或等于200 mm时,要求椭圆度不大于8豫[9]。管材椭圆度可按下式进行计算:

椭圆度=^4x100%。D

式中:Di为管材弯曲加工后椭圆的长径;认为管材弯曲加 工后椭圆的短径;D为管材弯曲加工前的管外径。2实验分析实验目的:测试不同弯管速度下煨弯管材的弯曲椭 圆度是否符合要求,同时测试管材弯曲椭圆度与弯管速 度之间的关系,以及煨弯后圆弧起点、中点、终点椭圆度 的变化规律。设备为德国左、右弯弯管机,折弯半径R=40;设备参 数:送进速度1600mm/s,旋转速度1807s,弯管速度75°/s; 管材直径DN10(准17x2.5),材料为06Cr19Ni10;要求椭圆 度不得大于10%。测试方法:取不同长度两根管材“1=191 mm、2=228 mm)按不同煨弯速度(分5个等级:100%V、80%V、50%

行加工。

磁阀2的YV3得电,液压缸腔芋通人压力油,拨叉在压力 油的作用下向上运动行程2,行程开关3动作,发出信号, 动作结束。使齿轮7与齿轮3啮合,吁轴旋转,转速为通 过齿轮4将转速传递给工作台底座,带动工作台转动。3存在问题1)由于拨叉运动到极限位置后与齿轮的间隙较小, 容易造成卡阻现象,不好调整。目前正在寻找更好的解决 这一问题的方法。2)由于加工精度的不足,密封圈在频繁 往复运动中,容易被割伤,密封效果变差,会发生液压缸 漏液现象,使压力油压力没有完全利用,效率降低。4结语通过在多台立式车铣复合加工中心的应用验证,此 种变速箱可以实现变速要求,传动精度高,调试简单,结 构可靠,得到用户的认可。目前已成为本厂该类机床的标 准配置,具有良好的发展前景。[参考文献][1 ]徐东辉.一种车铣复合加工中心主传动的设计[J].机械工程

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作者简介:张亚南(1983—),女,硕士,工程师,主要从事各类立式车 床产品的设计和研发工作。收稿日期:2016-07-12

150 I 2017年第 1 期网址:www.jxgcs.com 电邮:hrbengineer@163.com机械工程师MECHANICAL ENGINEER

表1不同煨弯速度下Li、L2管材的椭圆度速度位置管材L,管材l2D〇2椭圆度D,〇2

椭圆度

起点17.0116.503.0%17.0816.751.9%

100%V中点17.2915.977.8%17.3116.007.7%

终点17.1716.653.1%17.0416.513.1%起点16.8616.561.8%17.0316.811.3%80% V中点17.5415.999.1%17.2916.087.1%

终点17.0816.861.3%17.0416.473.4%起点16.9316.661.9%17.0416.851.1%50% V中点17.2516.027.2%17.2916.067.2%

终点16.9516.790.9%17.0116.562.6%起点17.0016.512.9%17.0216.851.0%30%V中点17.3115.977.9%17.3116.007.7%终点17.1616.523.8%17.1016.294.8%起点16.8816.601.6%17.0416.821.3%10%V中点17.3015.967.9%17.3816.028.0%

终点17.2016.552.9%16.9216.701.3%

圆弧中点圆弧中点圆弧终点

圆弧终点

管材L圆弧起点

图2不同速度煨弯后对比

图3100% V80% V 50% V 30% V 10% V

图4F、30%F、10%F)煨弯,V为弯管速度;用游标卡尺测试管 材煨弯圆弧起点、中点、终点的长颈和短颈,计算管材的

椭圆度。现场实验数据如表1。其中,图3为Li管材不同煨弯速度圆弧起点、中点、终 点的椭圆度对比,图4为Li管材煨弯后圆弧起点、中点、终 点在不同速度下的椭圆度对比。通过对上面数据的分析比较可以看出:)不同弯管 速度下煨弯管材的弯曲椭圆度均符合要求,其中最大弯 曲椭圆度为9.1%<10%。2)弯管速度的不同对管材弯曲各 处的椭圆度影响不明显。3)不同弯曲速度下,弯管椭圆度 的变化规律为:圆弧起点至中点,椭圆度增加;圆弧中点 至终点,椭圆度减小。3结论通过实验分析可以看出,通过改变弯管速度对管材 的弯曲椭圆度影响不明显,但是通过对管材圆弧起点、中 点和终点的监测可以发现,弯管椭圆度的变化规律为:圆 弧起点至中点时,椭圆度增加;圆弧中点至终点时,椭圆 度减小。为了进一步研究管材椭圆度的影响因素,还可以 考虑管材的材质、弯管设备及模具、弯管弯曲速度、弯曲 半径、管材壁厚等因素对管材椭圆度的影响。[参考文献][1 ]贾晓晨.弯管弯曲成形的缺陷分析及防止措施[J].硅谷邓09( 14): 90.[2] 李广棵.管材推弯性能分析及其在弯管机开发中的应用[D].镇 江:江苏科技大学,2011.[3] 刘振彬.常见弯管缺陷及措施[J].锻压技术,2005(2):11-14.[4] 金国明,郭雅丽.常见弯管缺陷与预防措施[J].模具技术,1999 (4)64-67.[5] 朱永强,赵鸿雁.常见弯管缺陷及预防[J].黑龙江水利科技,2005 (4):100-101.[6] 李强,杨晓京,魏岚.薄壁铜管弯曲中常见缺陷与预防措施[J]. 模具工业,2006(10)39-42.[7] 刘启骞.型材多点弯曲中的成形缺陷及其抑制方法的数值模拟 研究[D ].长春:吉林大学,2011.[8] 车明.薄壁管弯曲成形质量分析及工艺参数优化研究[D].哈尔 滨:哈尔滨理工大学,2014.[9] 于书文.带有短直段U型小曲率半径弯管胎具设计[J].有色矿 冶,2014(1 ):45-47.[10] 曾纪进.自动弯管机的设计与钢筋弯曲机的改进[J].轻工机 械,1998(3):26-29.[11] 夏东强.管材弯曲成形技术研究[D].重庆:重庆大学,2008.[12] 刘启骞.型材多点弯曲中的成形缺陷及其抑制方法的数值模 拟研究[D ].长春:吉林大学,2011.[13] 任胜乐,赖一楠,张元,等.管材弯曲成形理论与技术研究进展 [J].哈尔滨理工大学学报,2011(6)31-35.[14] 董胜利.弯管工艺过程的受力分析及工艺分析J].中国西部科 技,2007(17)8-11.[15] 曾珊琪,郑阿黎,江勇.工艺参数对管材绕弯成形的影响分析 [J].机械设计与制造,2013(12):213-216.(编辑浩然)

作者简介:陈晓强(1988—),男,硕士,助理工程师,从事高速动车组 管路工艺工作。收稿日期:2016-10-11

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