弯管工艺之弯管机 弯管缺陷原因的具体分析
访问量: 发布时间: 2014-4-28 7:56:35

  弯制管件被广 泛应用于机械行业的多种产品中,如空调配管行业、摩托车制造行业、汽车制造业、造船业、航空航天工业、石化、卫浴洁具、五金制品、家具制造业、童车童床、休闲体育用品、运动器械、机械制造、油路管件制管、锅炉及压 力容器制造行业。但弯管机在弯管过程中由于 工艺条件或操作不当等原因可能会使弯出的管件产生各种各样程度不同的缺陷,而这些缺陷的产生将直接影响到产品的安全性、可靠性以及外观质量。如溴化锂制冷机的外部管跻,管内流动着澳化锂溶渡,该溶液对钢材有一定的 腐蚀作用,如果管件有缺陷,将使管子内部不同截面的撂液流量发生变化,从而影响机组的性能,同时,溶液还会对缺陷处管壁的腐蚀加剧,降低机组的使用寿命;锅炉及压力容器由于带压运行,管件缺陷将降低其耐压强度,影 响其安全性;汽车的管路如果有缺陷,在使用~段时问后会导致管路漏油漏气,从而影响汽车行驶的安全性和可靠性等。因此,针对不同的缺陷类型找出其产生的原因从而及早采取对应的预防措施尤为重要。

  一般来讲,常 见弯管缺陷主要有以下几种形式:圆弧处变扁严重(椭圆形)、圆弧外侧管壁减 薄量过大、圆弧外侧弯裂、圆弧内侧起皱(波浪形皱纹 )等。随着弯督半径 的不同,这些缺陷产生的方式及部位有所不同,而且不一定同时发生,但由于各个行业对管件的要求不同,所以,对于要求较高的管件应在弯制之前采取对应措施加以防止,以获得理想的管件,从而保证产品的各项性能指标和外 观质量。

  从工艺角度分 析可知,在纯弯曲的情况下,外径为D、壁厚为S的管子受外力矩 M 的作用发生弯曲时 ,中性层外侧的管壁受拉应力ó1的作用而减薄,内 侧管壁受压应力ó2的作用而增厚。同 时,合力F1和F2又使管子弯曲处的 横截面发生变形而成为近似椭圆形,内侧管壁在ó2的作用下可能出现 失稳而起皱。通常,在管子弯曲半径R≥3D 时,能获得较好的 弯制管件,当弯曲半径R<2D、尤其是R/D或S/D越小时亦即弯曲半 径R小、管子直径大、 管壁厚度S薄时,最容易产生 上述缺陷。另外,在操作过程中,由于模具安装不当等原因,也容易使弯制管件产生各种不同类型的缺陷。

  下面针对小半 径弯管时缺陷产生的原因进行具体分析。

  1、弯管圆弧外侧严 重变扁

  如前所述, 弯管机弯管过程中,合力 F1和F2使圆弧处的横截面 趋向椭圆形,对于相同规格的管子,弯曲半径越小,合力F1和F2就越大,变扁的趋 向就越明显。如果是无芯弯管.变扁更严重,若采用有芯弯管,当芯棒直径过小或磨损严重使得芯棒和管子内壁间的间隙过大时,圆弧外侧也容易变扁,即使芯棒与管壁间的问隙甘理,但如果安装芯棒时的提前量过小,管壁不能 得到良好的支撑,也使得圆弧外侧变扁。另外,如果安装模具时不注意,弯管模和压紧模(轮)出现错位,弯管圆 弧处也将变扁。

  2、弯管圆弧外侧减 薄量过大

  当弯管半径较 小时,如果弯管机不带外侧面助推装 置(辅推)及尾端顶推装置(顶推),则由于压紧模的阻力作用将使圆弧外侧的拉应力ó1增大,同时中性层 内移,弯制管件的圆弧外侧就会减薄,压紧力越大,阻力也越大,减薄也越严重,尤其当相对弯曲半径R/D 及相对壁厚 S/D 越小时,减薄量越 明显。除了管材及弯管半径等因素外,芯棒安装时的提前量过大及润滑不良等,也将使圆弧外侧管壁的减薄量加大。

  3、弯管圆弧外侧弯 裂

  弯管机弯管过程中圆弧外 侧出现裂纹或断裂,其原因可能是多方面的。如管材热处理不当、晶粒度过大;压紧模(轮)压力太大,造成弯 管阻力过大;芯棒直径太大,其与管内壁问的间隙过小,使得芯棒与内壁摩擦力太大;润滑效果不好,所需弯曲力太大,使得机床抖动等都可能使圆弧外侧弯裂。

  4、弯管圆弧内侧起 皱

  常见的圆弧内 侧起皱一般有三种情况:前切点处起皱、后切点处起皱、圆弧内侧全皱纹。前切点处起皱一般是由于芯棒安装时提前量过小,前切点处管壁在弯曲过程中得不到芯棒支撑。后切点起皱一般是由于没有安装防皱模或虽有防皱模但防 皱模的安装与弯管模间的切点位置不对或两者错位。全皱纹的产生一般是芯棒直径过小,使得芯棒与管壁间的间隙过大,尤其在使用球节芯棒时,如果球节直径较小再加上节距不当等原因更易产生皱纹;再就是压紧模(轮)的压力过小,不能 使管子在弯曲过程中很好地与弯管模及防皱模贴合,管内侧受压应力ó2的作用后有失稳起 皱的空间。还有一种起皱情况需要引起新手的注意:前段30度以内都没有起皱 现象,但到了50度就开始起皱,而 且皱纹起来越深,这是由于夹紧模压力不够导致管子在弯曲时有打滑现象,随着弯曲角度越来越大,弯曲阻力也就越大,管子打滑的现象就越来越严重,导致皱纹越来越深。

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