薄壁钢管弯曲模具设计81981

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1、薄壁钢管弯曲模貝设计弯管在制冷、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1二冷弯成形，由于薄壁钢管管壁支悴失稳临界力较低,弯曲部位常出现瘪皱等变形缺陷。这些缺陷不但削圳钢管的强度，降低英承载能力，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小最大难点，必须高度重视。一、薄樂钢管弯曲受力与变形分析薄曜钢管弯曲时,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増厚。由于

2、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,垂宜面上的宜径减小，出现椭圆形。同时，如果弯曲模只弧槽参数选择不当，不能起到强化弯曲部位管壁的作用，则筲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孙由以上分析可知:薄壁钢管弯Illi时极易产生瘪皱缺陷。因此设计薄壁钢管弯曲模貝时，必须介理确定其结构参数，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牛的椭岡变形，对弯曲部位的瘪皱缺陷进行合理控制。二、薄壁钢管弯曲模貝设计手柄

3、6弹簧10.导轮图1弯管机结构1.键2•钢管3钢管夹4销轴57.调整螺钉a滚轮座9.主轴11.滚动压轮12转盘13.弯管模块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，并可在转獄的滑槽中上下移动。弯管时，扳动手柄带动转盘绕轴转动，山导轮向管子施加压力，使具发生弯曲变形。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

4、褶。1湾曲模块钢官弯曲后的半径和形状取决于弯管模块网此■必须介理确定其结构参数，弯管模块如图3所示：图2弯管模具结构1.弯管模块2滚动压轮3.导轮图3弯管模块1）弯管模块11径D由于外力取消庇被弯曲的钢符会产生回弹，所以弯符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2Rofl-2m)1-m1.275b2Rp20+CE乂葩t11+C48RotC=n"(d-t)2式中弯管模块半径.nunRo弯制钢管的截面中性层曲率半径.mmH3管的材料强度，隔mm⑵鬪弧憎半径r与倒闘半径rl因相对弯曲半径£(沪RO

5、/d)的不同而有所不同贞目的是为了强化钢管弯曲部分管壁,避免皴褶,数值可按下式计算:r=Kd/2,其中K为按相对弯曲半径c大小确定的系数，当空3.5时,K=l;当c<3.5时,K=1-0.1/(10e3)倒圆半径rl可取1〜小时,rl取小值。当咗3.5,钢管直径d小时,rl取小值;钢管直径d大时,rl取大值。(3)材料与表面粗糙度值选择疗管模块可选用45钢或50钢制造，直径较大时，也可选用HT200制造。为了给弯管内缘均匀压缩创造有利条件，弯管模块弧槽面表血粗糙度值取Ra<3.2pm为好。2•滚动压轮滚动压轮如

6、图4所示，为防止弯曲过程中划伤钢管表面，需对弧槽边缘倒圆,一般取倒恻半径rl=0.5~lmg以不划伤钢管表面为宜。图4滚动压轮为使滚动压轮在工作过程中对弯制钢管施加一反向预压力以抵消钢管弯曲产生的椭闘变形，蛊将滚动压轮的弧槽面设计成双恻呱曲线，其形状如图4所示。相关尺寸按下式计算：滚动压轮的材料-般选用45钢，反变形槽农面淬火硬度40〜451IRC,为使滚动压轮在工作过程中既对弯管侧壁有一•定的拉拔作用,乂不致产生较犬摩擦阻力，其表面粗糙度值一般取Ra<3.2pim为好。3•导向轮r=d/2,材料与热处理同滚动

7、压轮。■导向轮如图5所示、为减小摩擦阻力，圆弧槽中心离开导轮外缘表而1〜1.5mm,圆弧半径「d2材料与热处理同滚动压轮。4•滚动压轮与导轮相对位置导向轮对钢管提询压弯角度a也是一个重要参数。为使滚动压轮所处位置恰好是钢管弯曲塑性变形的受力部位，应使a等于被弯钢管的回弹角。滚动压轮屮心线与弯管模块屮心线的距离6可取5〜15mmo