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简述大棚弯管机的弯曲程度和成形限度

2021-04-17 20:08:52

大棚弯管机是数控技术与传统弯管工艺相结合,随着机床工业的发展而出现的。其自动化程度高、效率不错,适合于弯制复杂的空间弯曲件。

大棚弯管机使用材料设计是非常重要的,特别是设备材料的选用,如摇臂、抱辊、压扁辊。摇臂材质选用16Mn,充分考虑焊接变形、可加工性及煨制力矩;抱辊、压扁辊是为防止煨制弯管时椭圆度超差,材质采用ZG35,框架钢性应充分考虑并具有相应的富余量。

大棚弯管机弯管材料的机械性能从式能看出,材料的应变刚模数越大,弹性模量越小,则弯曲后的回弹角θ就越大,硬化指数越小,回弹角θ越大。相对弯曲半径ρ在其他参数相同的情况下,相对弯曲半径越大,即变形的程度越小,回弹角就越大。这是因为当相对弯曲半径减小时,弯曲管材外表面上的总切向变形程度增大,其中塑性变形和弹性变形成分也都同时增大,但在总变形中弹性变形所占比例却减小,因此回弹也小。与此相反,当相对弯曲半径较大时,由于弹性变形在总变形中所占比例的增大,那么回弹就小。

大棚弯管机的设计和排管时要避免过大的圆弧、任意曲线、复合弯以及大于180的圆弧。大棚弯管机过大的圆弧不但使工装笨重,而且受弯管机机床尺寸的限制;任意曲线、复合弯设计造型很不合理,很大地妨碍了机械化、自动化生产,使操作者难以摆脱笨重的体力劳动;大于180的圆弧使弯管机无法卸模。弯曲半径要尽量实现“一管一模”和“多管一模”。对于一根管子来说,无论有几个弯,弯曲角度如何,其弯曲半径只能有一个,因为弯管机在弯曲过程中不替换模块,这就是“一管一模”。而“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块弯制不同形状的管形,这样才有利于减少模块数量。

大棚弯管机进行管材的弯曲和板料的弯曲一样。在纯弯曲的情况下,外径为D,壁厚为t的管子受外力矩M的作用发生弯曲时,中性层外侧管壁受拉应力σ1作用,管壁变薄;中性层内侧管壁受拉应力σ1作用,管壁变厚。而且横截面的形状由于受合力F1和F2的作用由圆形变为近似椭圆形,当变形量过大时,外侧管壁会产生裂纹,内侧管壁会出现起皱。管材的变形程度,取决于相对弯曲半径R/D和相对厚度t/D数值的大小、R/D和t/D值越小,表示变形程度越大。为确定管件成形质量,就控制变形程度在许可范围内,管材弯曲成形限度不仅取决于材料的力学性能和弯曲方法,而且还考虑管件的使用要求。

大棚弯管机的芯棒在弯曲过程中主要起着支撑导管弯曲半径的内壁防止其变形的作用。目前国产管材在机床上弯曲成形若不使用芯棒,其质量难以确定。芯棒的形式有很多种,如柱式芯棒,万向单、双、三、四球头芯棒,定向单、多球头芯棒等。另外,芯棒的位置对导管弯曲成形也有相应的影响:理论上,它的切线应与弯管模的切线平齐,但经过大量的试验证明,提前1~2mm较好,此时弯管质量比较理想。当然,提前量太大,会造成弯曲部分的外壁出现所谓“鹅头”的现象。

大棚弯管机的管件成形限度应包含的内容如下:

1、中性层外侧拉伸变形区内的伸长变形不超过材料塑性允许值而产生破裂;

2、中性层内侧压缩变形区内,受切向压应力作用的薄壁结构部分不致超过失稳而起皱;

3、如果管件有椭圆度的要求时,控制其断面产生畸变;

4、如果管件有承受内压力的强度要求时,控制其壁厚减薄的成形限度。


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