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管材弯曲加工

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  管材的弯曲加工,在金属结构、农牧机械、工程机械、动力机械以及锅炉、石油化工、轻工、管道工程、航空航天等工业部门,占有十分重要的地位。用管材制造的弯曲管件,无论是平面弯曲件,还是空间弯曲件,除大量应用于气体、液体的输送管路外,在金属结构中的应用也十分广泛。采用管材弯曲加工管件,除了常用钢、铜、铝管外,也在使用各种合金及其他金属管件作为管坯。
 
  管材弯曲加工与板材弯曲加工相比,虽然从变形性质等方面看非常相似,但由于管材空心横断面的形状特点,弯曲加工时不仅易引起横断面形状发生变化,而且也会使壁厚发生变化。因此,在弯曲加工方法、需要解决的工艺难点、产品的缺陷形式和防止措施、弯曲用模具(或工具)及设备等方面,两者之间存在很大差别。
 
  对管材进行弯曲加工,必须在充分考虑管材的横断面形状特点和影响弯曲加工的各种因素的基础上,注重解决一下工艺问题:
 
  1.根据管件的材料种类、精度要求及相对弯曲半径、相对厚度,选用合适的弯曲加工方法;
采用适当的施加外力或外力矩的方法及采取必要的工艺措施,使管件的断面形状畸变和壁厚变化量尽可能小;
 
  2.采用的弯曲模具及设备尽可能简单、通用,操作尽可能方便、安全;
应保证一定的生产率,加工成本尽可能低。
 
  管材弯曲方法颇多。按弯曲方式可分为绕弯、推弯、压弯和滚弯;按弯曲时加热与否可分为冷弯和热弯;按弯曲时有无填充物可分为有芯(填料)弯管和无芯(填料)弯管。有时为满足管件的特定形状要求,或为减轻弯曲加工工艺难度,也采用其他的特殊弯管方法,如折皱弯管方法等。
 
一般来说,对于生产批量不大且具有一定长度的弯管件,在无专用弯管设备的情况下,可利用简单的弯管装置进行手工绕弯;而当生产批量较大时,应在专用弯管设备上绕弯。对于生产中最为常见的弯管头,一般均用模具压弯或推弯。为了提高棺材的可塑性,以便获得较大的变形程度,通常应采用加热弯曲,例如热压弯头、芯棒式热推弯头以及中频感应电热弯管和火焰加热弯管等。为了减少弯管截面的畸变,往往需在管内充填填料或芯棒后进行弯曲。对于曲率半径要求大的厚壁管件,尤其是要求弯制成环形或螺旋线形的管件,在生产中采用滚弯成形特别方便。
 
现将生产中常用的弯管方法归纳如下:
 
1.绕弯
 
绕弯是在立式或卧式弯管机上进行弯曲加工。根据其工艺特点,又可分为有芯弯管、无芯弯管和顶压弯管三种。管材的冷作弯曲加工,大都是采用绕弯方式。另外,在生产中也常利用弯管装置进行手工弯管,它也属于绕弯方式。由于这类弯管装置制造成本低,调节使用也方便,故适用于没有专用弯管设备的小批量生产中。
 
2.推弯
 
推弯是在一般压力机、液压机或专用推制机上进行弯曲加工,主要用于弯制弯头。根据推弯工艺特点,又可分为型模式冷推弯管和芯棒式热推弯管两种。型模式冷推弯管是在常温下将管坯压入带有弯曲空腔的型模中,从而形成管弯头。芯棒式热推弯管是在推力和牛角芯棒阻力的作用下,边加热边推制,使管坯产生周向扩展和轴向弯曲变形,从而将较小直径的管坯推制成较大直径的弯头。
 
3.压弯
 
压弯是最早用于管材弯曲加工的工艺方法,它是在液压机上利用模具或胎具对管坯进行弯曲加工,压弯方法既可弯制带直段的管件,又可弯制弯头。目前,压弯主要用于压制弯头,它在弯头生产中已获得广泛应用。
 
4.滚弯
 
滚弯是用三个驱动辊轮对管材进行弯曲加工,其滚弯方法及滚弯机工作原理与板材滚弯基本相同,区别仅在于管材滚弯所用的辊轮具有与弯曲管坯断面形状相吻合的工作表面,通过改变辊轮的间隔,就可作任意曲率半径的弯曲。滚弯方法对弯曲半径有一定限制,仅适用于曲率半径要求大的厚壁管件,尤其对弯制环形或螺旋线形弯管件特别方便。
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