薄壁鋼管彎曲模具設(shè)計(jì)

1、薄壁鋼管彎曲模具設(shè)計(jì)（圖）彎管在制冷、機(jī)械、化工籌行業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，薄壁鋼管彎管的批量牛產(chǎn)，一般是在 彎管機(jī)上冷彎成形，由于薄撰鋼管管捲支撐失穩(wěn)臨界力較低，彎illi部位常出現(xiàn)癟皺等變形缺 陷。這些缺陷不但削弱鋼管的強(qiáng)度，降低其承載能力，而且容易造成管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)速度不均、 產(chǎn)牛渦流和彎illi部位積聚污垢等，影響彎管的止常使用，因此消除彎管缺陷成了彎管過程屮 最人難點(diǎn)，必須高度重視。一、薄壁鋼管彎曲受力與變形分析薄壁鋼管彎曲吋,管子在外力作用下彎曲變形，其彎曲部分的外緣在拉應(yīng)力作用下管壁 變薄，而管子內(nèi)緣在壓應(yīng)力作用下管壁增厚。由于在管子彎曲過程中，外緣拉應(yīng)力和內(nèi)緣壓應(yīng) 力的合力都向中部作

2、用，導(dǎo)致管子彎曲部位在水平面上的直徑變大,垂直面上的直徑減小，出 現(xiàn)橢圓形。同時(shí)，如果彎曲模具弧槽參數(shù)選擇不當(dāng)，不能起到強(qiáng)化彎曲部位管壁的作用，則管 子內(nèi)緣在壓應(yīng)力作用下，因管壁失穩(wěn)臨界力較低而產(chǎn)牛波浪形皺褶。由以上分析可知:薄壁鋼 管彎illi時(shí)極易產(chǎn)生癟皺缺陷。因此設(shè)計(jì)薄捲鋼管彎illi模具時(shí)，必須合理確定其結(jié)構(gòu)參數(shù),以便 鋼管彎illi時(shí),在模具作用下使管子產(chǎn)住一 預(yù)加反應(yīng)力，以抵消薄壁鋼管彎1111時(shí)產(chǎn)住的橢圓變 形,對彎曲部位的癟皺缺陷進(jìn)行合理控制。二、薄壁鋼管彎曲模具設(shè)計(jì)簡易薄壁鋼管彎管機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示,彎管模具如圖2所示，由彎管模塊、滾動(dòng)壓輪和導(dǎo) 輪組成。滾動(dòng)壓輪和導(dǎo)輪安裝丁滾

3、輪座屮，并可在轉(zhuǎn)盤的滑槽中上下移動(dòng)。彎管時(shí)，扳動(dòng)手柄 帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由導(dǎo)輪向管了施加壓力，使其發(fā)化彎曲變形。同吋滾動(dòng)壓輪在鋼管彎曲部 位施加-定壓力，通過輪上弧槽使z產(chǎn)生-反向預(yù)壓力，以抵消鋼管彎曲時(shí)產(chǎn)生的橢圓變形, 使管子內(nèi)緣彎管模塊弧槽緊密貼合，以強(qiáng)化彎曲部位管壁，消除內(nèi)壁皺褶。1彎曲模塊鋼管彎ilh后的半徑和形狀取決于彎管模塊，因此，必須合理確泄其結(jié)構(gòu)參數(shù)，彎管模塊如 圖3所示：5ji圖1彎管林結(jié)構(gòu)1.鍵2鋼管3鋼管夾4銷軸5手柄6彈簧7.調(diào)整螺釘&滾輪座9.主軸10.導(dǎo)輪11.渤壓輪1z轉(zhuǎn)盤13.彎管模塊(1)彎管模塊直徑d由于外力取消后，被彎曲的鋼管會(huì)產(chǎn)生凹彈，所以彎管模

4、塊直徑應(yīng)小丁兩倍的彎管曲率半徑,數(shù)值按下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算2 rp 20+ c d t 11+ c48 rot(d- t)2式中d彎管模塊半徑，mmro彎制鋼管的截面中性層曲率半徑,mmnmienmi(2)圓弧槽半徑r與倒圓半徑口因相對彎|ll|半徑£ ( e =r0/d)的不同而有所不同,其目的 是為了強(qiáng)化鋼管彎illi部分管壁，避免皺褶,數(shù)值可按下式計(jì)算：r=kd/2,其中k為按相對彎曲半徑e大小確定的系數(shù)，當(dāng)£$3.5時(shí),k二1;當(dāng)£3.5 時(shí),k二 1-0. 1/(10 £ 3)倒圓半徑口可取12mm, £小時(shí)取小值。當(dāng)£$3.5,鋼管直徑d小時(shí),取小值;鋼管 直徑d人時(shí),取大值。(3)材料與表面粗糙度值選擇彎管模塊可選用45鋼或50鋼制造，譏徑較人時(shí)，也可選用ht200制造。為了給彎管內(nèi)緣均勻壓縮創(chuàng)造冇利條件，彎管模塊弧槽面表面粗糙度值取 rw3.2ud1 為好。2.滾動(dòng)壓輪滾動(dòng)壓輪如圖4所示，為防止彎曲過程中劃傷鋼管表面，需對弧槽邊緣倒圓，一般取倒圓 半徑n=0. 51 nun,以不劃傷鋼管表面為宜。導(dǎo)向輪如圖5所示，為減小摩擦阻力，圓弧槽中心離開導(dǎo)輪外緣表面11. 5mm,鬪弧半徑 r=d/2,材料與熱處理同滾動(dòng)壓輪。4.滾動(dòng)壓輪與導(dǎo)輪相對位置導(dǎo)向輪對鋼管提前壓彎角度«也是