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钢管弯曲工艺及模具设计综述

2013/11/07 阅读:

1.滚压成形模具设计

(1)模具材料的基本要求根据工作部分对模具硬度的要求,硬度要达到58~64HRC,具有高耐磨性和足够韧度,以及良好的使用性能和工艺性图1能,故该弯管压模选用ZG310-570材质。

(2)钢管压模弯曲力计算弯曲力计算是设计弯曲模和选择压力设备吨位的重要依据。根据弯曲力计算公式(3)弯管滚压模工作部分尺寸设计内孔尺寸设计,如图4所示,为方便安装,把滚压模具设计成上下两半边对开式,两半边用4—M16螺栓联接。内孔尺寸与三辊卷板机的辊轴配合,经测量辊轴直径为290mm,公差配合选用间隙配合。

加工内孔时,必须将上下两半边模合起来整体加工,以保证两半边的同轴度。同时,还需在两半边模的结合面处垫上一块5mm厚的钢板,以便组装时,滚压模能很好地上紧贴在卷板机的辊轴之上,防止模具打滑。图4工作部分圆角半径及其深度设计。为使钢管弯曲件在滚压时不致损伤变形,工作部分设计成下凹圆弧状,凹模圆角半径R不能过小,现取稍大于钢管外形尺寸为57.5mm。凹模深度需等于下凹圆角半径,否则易使钢管沿凹模滑进时阻力增大,从而增加弯曲力,并使钢管表面损伤。另外,上下两半边滚压模的凹槽圆角半径必须一致,以防止滚压时钢管产生偏移变形。压模最小壁厚及宽度设计。通过对钢管壁厚及受力分析计算,并考虑滚压模的经济性,最终确定弯管压模壁厚取10mm,宽度取280mm。

2.滚压工艺规范

如图5所示,钢管在三辊卷板机上滚压弯曲,应逐步加压,多次来回滚动,否则会造成变形区外层材料破裂,影响使用性能。与此同时,运用靠模进行检验,当钢管的圆弧度与靠模的圆弧基本吻合时,再相应加压,以防止拆模后钢管回弹,确保弯好的钢管制件达到用户要求的30°弯曲角。钢管滚压成形后,还需进行整形和校平工序,清除滚压弯曲后制件外表面产生划伤而留下的痕迹,提高弯曲件的精度和表面质量,现场实物如图6所示。

3.结语

模具设计制造完成后,一次试滚压制件合格。该弯管滚压模适用于滚压外径20~200mm、壁厚5~8mm的钢管,滚压后钢管弯曲变形小,尺寸精度高,完全符合用户要求,达到了预期效果,取得了较好的经济效益与社会效益。滚压模具设计成功表明,滚压成形具有设备投入简单,以及节材、节能、高效等特点,是一种便捷的金属成形新工艺、新技术,值得大力推广和应用,具有广阔的发展前景。

作者:梁玉星单位:广西百色美联煤矿装备制造有限责任公司

钢管弯曲工艺及模具设计综述

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