基础弯管教程

1基础弯管教程图3基本主要工装主要基本工装——开了槽的弯模、夹模和压模组成弯管必须的主要工装（见图3）。弯模防止管件变形并帮助形成指定的弯曲半径。夹模在弯曲过程中固定管件位置。压模将管子送入弯模。参考表1，决定无芯棒弯管的最小中心线半径。此表不考虑材料的不同，只考虑管子直径、管壁厚度和中心线弯曲半径。无芯棒弯管最小弯曲半径（英寸）.035.049.065.083.093.120管子直径3/165/161/43/16------1/41/23/85/16------5/167/83/45/8------3/811/211/411/81----1/221/4213/411/2----3/44321/22----186432211/2----12108622------24201621/2--------24203----------25表1回弹控制——不用芯棒时回弹很厉害。这在选择弯模时就要考虑。术语“回弹”是指加工成型后金属的回复原形趋向。根据弯曲半径的不同，回弹会使管子回复2到10度，也可能增加管子的弯曲半径。弯曲半径越小，回弹越小。回弹受压模位置和压力的影响（见图4）。这一方法使同一弯模产生不同的半径。图4－回弹控制扭曲或有皱折的弯——管子可能发生扭曲或皱折，如图5。这可能3是因为材料硬，不向弯曲内径收缩。不能收缩的管材，向管子中心线内凹。（如材料不是太硬）这种情况可按图4设置工装来改进。如是在表1的范围以内，管子有皱折可以使用插入式芯棒（图6）。图5－扭曲或有皱折的弯芯棒在（远离切点）靠后的位置将无法在弯的外侧充分拉伸材料；因此没有足够的材料从A拉伸到B，对材料形成张力。在A和B的力此时与图7相反，有将弯打开的趋势。所以芯棒的位置会引起极大的回弹，会减小弯曲的角度，也可能增加半径。当半径加大了，应把芯棒（向切点）推进。调整芯棒的设置没有现成的公式。显然，当回弹角度大于3度，芯棒过于靠后而管子的弯曲半径将大于弯模。如管子一直断裂，可能表明材料太硬。硬质材料无法充分拉伸。用刚完全退火的材料可解决。芯棒设置太靠前或管子在压模中有小小的滑动，都会发生断裂。滑动问题以后讨论。图8－芯棒尺寸偏小芯棒太靠后——芯棒稍稍往前，前部不产生皱纹但开始在切点后部产生。芯棒位置仍不够靠前以在内侧产生必要的压力，收缩材料。弯曲可能开始光滑，但当弯过约20度时，材料后退在A处产生波纹（如图9）。在芯棒和弯模间该波纹不断产生并受压。但波纹不会完全消失。4从弯模取下弯好的管子，在A处会有一个较大的皱折。有必要再推进芯棒，直到材料不会在芯棒和弯模间受挤压。图10说明芯棒不完全推进的后果。图9－芯棒太靠后图10－芯棒未完全推进芯棒太靠前——芯棒太靠前有几个后果。在弯外侧切点末端处会有凸起，弯内侧切点开始处会有一个凹陷。这些变形在一根管子上例举。但由于芯棒形状和弯曲半径的不同，不总是同时出现。凸起显然是由芯棒引起的。凹陷因为芯棒将管子撬离弯模而形成。插入式芯棒不贵，易于保养且拖动小。带球芯棒用于半径小、壁薄的管子，或者质量要求高的场合。使用插入式芯棒，夹模的长度应5至少为管子直径的3倍。图11－芯棒太靠前使用带球芯棒和防皱板弯管这些工装一起讨论。虽然它们功能不同，但结合使用。当管径与壁厚之比大于弯指定半径的数值时，必须用这些工装配合基本工装（见表3）。防皱板用于防止皱纹。带球芯棒和插入式芯棒功能一样。这些球主要用于防止管子离开芯棒棒后裂开。弯小弯或壁薄的管子时，前面所讨论的问题变得更加突出。压缩过程中要保持材料不变形更加困难。压力很大以至于材料向切点后挤压，该部位不受弯模支撑而产生皱折（见图10）。该部位必须受支撑，材料才能压缩而非产生皱折；这正是防皱板的主要作用。注意，皱纹形成后无法消除它们；防皱板只能防止它们。当弯曲半径比表2所示小且/或管壁比表2所示薄，则必须使用球型芯棒和防皱板。表3说明何时需用单球芯棒和防皱板。如弯曲半径比此表中的更小，需用2个，3个或更多的球。单球芯棒弯管最小弯曲半径（英寸）.035.049.065.083.093.120管子直径1/21/2*1/2*--------5/85/8*5/8*--------3/43/43/4*3/4*------7/811/411/81*------113/411/211/411/8*----11/821/2213/411/2----11/437/831/2321/22--611/2541/433/431/423/421/429876531/221/212101/291/4861/2531513111098*表示不需要防皱板表3薄壁管弯制要弯制管壁很薄的管子的要求近年来更加普遍。薄壁管弯制还外加等于管子外径的极小中心线弯曲半径（1×D）。新开发的合金非常难以弯制，使问题更加复杂。少数同行高手成功地迎接这一挑战。已经开发出复杂的拉式弯管技术生产以下薄壁弯管：321不锈钢2－1／2”O.D.×.012管壁3”中心线半径90度AM350CRES钢1－1/2”O.D.×.028管壁1－1／2”中心线半径180度钛A404”O.D.×.035管壁6”中心线半径90度Hastalloy3－1／2”O.D.×.028管壁3－1／2”中心线半径45度InconelX1－1／2”O.D.×.018管壁1－1／2”中心线半径90度铝6061T6－02”O.D.×.028管壁1－3／4”中心线半径90度304不锈钢7”O.D.×.035管壁7”中心线半径180度好的弯管机并不考虑是否可以完成一个有难度的弯，而是考虑经济上是否合算。想象中最难的弯也是可以完成的，但其生产成本过高。为便于弯制这类管件，管材要经过周到的考虑。完成某项工作所需的全部材料应从一个供应商处购进，最好是同一批的，从而有助于保持管子尺寸和性质的一致。应考虑购买高价位，小公差的管材。这通常能成倍节约附加的成本。有时必须在弯管前先定径。如管子的内壁不平，弯管前电抛光内径不失为明智之举。弯管时必须非常小心地保护抛面。7管子在芯棒上的滑动必须恰当稳定，中间的空隙不超过管壁的10%到15%。与外面4件模具的间隔也一样。管材样本中材料的规格和性质十分有用。比如，柔软度和延伸率可能表明是否需要用特殊的弯管方法。弯管机有很多种，但善于弯薄壁，1×D管件的只有2到3种。即便是最适合弯制这种特殊弯的弯管机，也必须在很好的状态，而且足够大，以保证坚固。应消除在弯管中其部件的任何可以感觉到的震动。机器的心轴总误差必须小于.0005英寸。芯棒杆应尽可能地粗，以减少本身的延长。要有全面的控制装置。机器应在闭合夹模和压模时也能够伸缩芯棒。液压驱动的压模较为理想。该系统的一大特点是，为不同管壁的管子提供的压力相同。可能需要特殊的设备，也要加以考虑。有时用气压或油压可有助于防止材料在芯棒球之间变平和／或凹陷。如弯管使用气压或油压，为了安全起鉴显然要非常当心。由于危险，而且因为更好的芯棒（万向薄壁弯系列）的开发，这种系统的使用已大大减少。对芯棒振动器的需求在增加。这种设备在弯管时伸缩芯棒。每分钟的行程和节拍可以调整。振动芯棒防止管子变形和夹住芯棒球。这有助于将管壁变薄减到最少，防止变形，消除芯棒隆起。还有压模助推。它抵消压模、芯棒和防皱板的拉力。它将管子推进至弯管区域，防止管壁变得很薄。如没有压模助推，变薄一般为外壁延伸率的3/4。因而，一根2英寸的管子要弯成3英寸的中心线半径将变薄约25%，该弯的横截面如图12＊所示。因为压应力通常大于张力，中轴将在几何中轴内侧，而＊图12、13、14来自1961年出版的DesignandComponentsinEngineering。8且由于变形程度与到中轴的距离成正比，弯外侧的变薄将大于内侧的变厚。图12管子横截面要减少变薄，有必要将中轴向弯的外侧移。如中轴与外壁重合就不会变薄，而内侧会变厚。一种方法是在弯管前先将管子压缩；这将调整受压变形如图13*。图13管子横截面移动中轴的另一种方法是减少压力。做法是加热将形成弯内侧的部分，形成如图14*所示应力模式。图14管子横截面如同时使用这些方法，将大大减少变薄。由于无须将变薄减少至大大低于12%，可以通过使弯管半径接近来达到上面的效果。压模助推应能够分别或同时推进压模和管子。一些弯管机有类似的装置，但它们一般是设计用于帮助弯制厚壁管的。它们不具备弯薄壁管所需的精确控制和独立液压。如管壁太薄以致要被夹模弄扭曲或因夹模的压力而坍陷，应使用9一个管塞。它也通过减小夹紧的压力帮助消除打滑。管塞必须大小合适。它位于夹紧区域，在夹模闭合之前，且要在压模打开前拿掉。还有扩展管塞。其优点在于装卸方便。它们是设计用于各种管壁或管壁不同而外径相同的管材。所用润滑油的质量和数量相当重要。一种润滑油不会在所有材料上都表现一样好。提倡钢和铝用不同的润滑油。因为氯的含量高而与管子内壁有反应，一些很好的润滑油不允许用于航天。需要努力研发专用润滑油。可以在芯棒和管子内壁加很多润滑油。润滑油必须涂满管子的内壁。为了经济地均匀涂抹润滑油，开发了一种热喷法。该方法对稠密的润滑油加热（至约250度）加压，使它如雾状喷下涂满整个管子。弯管最要紧的三点就是：机器，操作员和工装。所有三个方面都必须完好以弯小半径的薄壁管。许多厂仍靠操作员来补偿坏工装。不好的工装将导致废时的调整，浪费昂贵管材，弯坏管子和无法弯出符合要求的弯。有实力的弯管机用户知道低价劣质的工装将使他们付出最大的代价。互锁式的工装是最理想的弯管工装。成套的互锁式工装虽然是为数控弯管机开发并大获成功的，但已证明用于传统机床也很好。成套工装的每一件依次锁定。夹模锁定弯模，防皱板锁定压模，压模再锁定弯模。现场报告已经证实了互锁式工装的诸多优点。夹模以其可得到的所有液压压力也不会撞管子，甚至不会有划痕，从而提供大大增加的夹紧性能。弯模和压模在管子上下的划痕将完全消除。在例23中，设置的时间平均为传统工装的1／3。与先前使用传统工装的相比，废品减少32％。5件工装（弯模、压模、防皱板、芯棒和夹模）必须都是小公差的优质工装。弯模在弯槽的底部是个最大误差，总共不大于.001的要求。弯槽深应大于管径的一半，以帮助防止工装在管子上下的划痕。弯槽应绝对是圆形，并且直径中应计算管子直径10％的壁厚。除非有夹板或其它工艺如扩径，滚边等，夹模区域应是管子直径的3到6倍，喷砂处理或粗糙表面。夹模区域的直径不可小于壁厚的10%。应尽量减少夹紧或收缩的间隔。为在右手机和左手机上都可以使用弯模，通常在模的两面都做安装孔和键槽。两面都要保持中心线高度。有4种基本弯模式样A，B，C和D（见图15）。每一种都为不同的要求而设计：A型是为1×D半径180度的弯，B型是为1×D半径90度的弯，C型是为1－1／2×D半径180度的弯，D型是为2×D半径180度的弯。压模槽的直径为稍大于所弯管子的外径。它两端之间的厚度差异10必须小于．0005。厚度的变化会导致夹住或突然前冲。用优质合适的工装，只需要用很小的压力。用一根实心棒可以帮助设置压模。松开固定装置直到调节螺栓可自由转动，所要做的是根据实心棒调节压模螺栓并保持压力。压模压力过大将增加管子变薄，在管子上产生划痕并引起回弹。图15各种弯模11防皱板的准确性最为重要。管子所划过的槽要稍稍大于管子的外径――最适合的是为管壁10％。槽应非常光滑，并以稀油润滑。在这一区域的油图16太多或太厚都会引起皱折。防皱板同槽必须有85％的接触，并且离切点退后15到20度。如防皱板在这一点不被弯模支持，它会从芯棒回弹，引起管子折皱。与所弯的管子直径相同的实心棒可使防皱板达到合适的配合。棒由夹模控制时，防皱板由棒轻推到最前部，保护防皱板固定装置。可从压模带回防皱板平的那头，使拉力达到最小。为检验斜度，夹模槽的中心有一条直的边，直到防皱板后部。此水平的边应尽量接近切点。用Ampco青铜做的防皱板还有助于减少拉力防止磨伤（见图17）。4130制成的防皱板已被证明非常成功，其磨损大大小于低碳钢和Ampco青铜做的防皱板。只需用一点点优质的润滑油。过多的油会导致皱折。