薄壁钢管弯曲模具设计

1、薄壁钢管弯曲模具设计（图）弯管在制冷、机械、化工筹行业中的应用十分广泛，薄壁钢管弯管的批量牛产，一般是在 弯管机上冷弯成形，由于薄撰钢管管捲支撑失稳临界力较低，弯illi部位常出现瘪皱等变形缺 陷。这些缺陷不但削弱钢管的强度，降低其承载能力，而且容易造成管内流动介质速度不均、 产牛涡流和弯illi部位积聚污垢等，影响弯管的止常使用，因此消除弯管缺陷成了弯管过程屮 最人难点，必须高度重视。一、薄壁钢管弯曲受力与变形分析薄壁钢管弯曲吋,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增厚。由于在管子弯曲过程中，外缘拉应力和内缘压应 力的合力都向中部作

2、用，导致管子弯曲部位在水平面上的直径变大,垂直面上的直径减小，出 现椭圆形。同时，如果弯曲模具弧槽参数选择不当，不能起到强化弯曲部位管壁的作用，则管 子内缘在压应力作用下，因管壁失稳临界力较低而产牛波浪形皱褶。由以上分析可知:薄壁钢 管弯illi时极易产生瘪皱缺陷。因此设计薄捲钢管弯illi模具时，必须合理确定其结构参数,以便 钢管弯illi时,在模具作用下使管子产住一 预加反应力，以抵消薄壁钢管弯1111时产住的椭圆变 形,对弯曲部位的瘪皱缺陷进行合理控制。二、薄壁钢管弯曲模具设计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丁滚

3、轮座屮，并可在转盘的滑槽中上下移动。弯管时，扳动手柄 带动转盘绕轴转动，由导轮向管了施加压力，使其发化弯曲变形。同吋滚动压轮在钢管弯曲部 位施加-定压力，通过轮上弧槽使z产生-反向预压力，以抵消钢管弯曲时产生的椭圆变形, 使管子内缘弯管模块弧槽紧密贴合，以强化弯曲部位管壁，消除内壁皱褶。1弯曲模块钢管弯ilh后的半径和形状取决于弯管模块，因此，必须合理确泄其结构参数，弯管模块如 图3所示：5ji图1弯管林结构1.键2钢管3钢管夹4销轴5手柄6弹簧7.调整螺钉&滚轮座9.主轴10.导轮11.渤压轮1z转盘13.弯管模块(1)弯管模块直径d由于外力取消后，被弯曲的钢管会产生凹弹，所以弯管模

4、块直径应小丁两倍的弯管曲率半径,数值按下面的经验公式计算2 rp 20+ c d t 11+ c48 rot(d- t)2式中d弯管模块半径，mmro弯制钢管的截面中性层曲率半径,mmnmienmi(2)圆弧槽半径r与倒圆半径口因相对弯|ll|半径£ ( e =r0/d)的不同而有所不同,其目的 是为了强化钢管弯illi部分管壁，避免皱褶,数值可按下式计算：r=kd/2,其中k为按相对弯曲半径e大小确定的系数，当£$3.5时,k二1;当£3.5 时,k二 1-0. 1/(10 £ 3)倒圆半径口可取12mm, £小时取小值。当£$3.5,钢管直径d小时,取小值;钢管 直径d人时,取大值。(3)材料与表面粗糙度值选择弯管模块可选用45钢或50钢制造，讥径较人时，也可选用ht200制造。为了给弯管内缘均匀压缩创造冇利条件，弯管模块弧槽面表面粗糙度值取 rw3.2ud1 为好。2.滚动压轮滚动压轮如图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，一般取倒圆 半径n=0. 51 nun,以不划伤钢管表面为宜。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面11. 5mm,鬪弧半径 r=d/2,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前压弯角度«也是