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试论大棚骨架弯管机的成形限度和材料设计

作者: 大棚骨架 来源: 大棚骨架-大棚骨架批发 发布时间:2019-05-13
大棚骨架弯管机弯曲成形速度对成形质量的主要影响为:速度太快,容易造成导管弯曲部分的扁平,圆度达不到要求,造成导管的拉裂、拉断;速度太慢,容易造成导管的起皱和压紧块打滑,大管径的管子易形成导管弯曲部分的下陷。针对这两台数控弯管机上大量的试验,将导管的弯曲速度确定为机器弯曲速度的20%--40%为宜。

大棚骨架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,其质量难以保证。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。

大棚骨架弯管机的管件成形限度应包含以下几个内容:

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。

大棚骨架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。为保证管件成形质量,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。

大棚骨架弯管机材料设计非常重要,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、压扁辊是为预防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。大棚骨架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、效率高,适合于快速地弯制复杂的空间弯曲件。

大棚骨架弯管机的特点是加工过程中,整个筛管不动,激光切割头沿工件轴线方向做高速移动,切割效率高。大棚骨架弯管机悬臂为铝合金板材焊接成的框架结构,强度和刚度高,可避免高速移动时运动惯量过大、光斑漂移等弊病。将管体装在支架上,一端由旋转定中器支撑,另一端由数控旋转头夹紧,保证管轴和大棚骨架弯管机x轴平行;在大棚骨架弯管机Z向移动切割头,使焦点位于穿孔位置上,并调整切割头喷嘴与筛管表面的距离到预设值:管材激光切割采用以上介绍可以解决宽缝等多种技术难题,与传统机械加工相比具有加工效率高、加工精度高、加工范围广等优点。

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