中科院科普问答——为你揭开内高压成形的奥秘(其九)

2017-09-21 Author:兴迪源机械 分类:内高压成形

NO.1

问:压弯工艺过程是什么?

答:压弯是将棺材放置于下模中,利用上模闭合,将管材压入模具型腔实现成形的弯曲过程,压弯一般适用于弯曲半径大,变曲率情况下的小角度弯曲。根据是否采用内压支撑,压弯又可以分为无内压支撑压弯和内压支撑下的压弯两种类型。此知识摘自兴迪源机械官网。

 

NO.2

问:滚弯工艺过程是什么?

答:滚弯是用三个驱动辊轮对管材进行弯曲的加工方法。一般采用三个或四个基本驱动辊轮对材料进行滚压弯曲,通过改变辊轮的间隔,就可作任意曲率半径的弯曲。滚弯方法对于弯曲半径有一定限制,仅适用于曲率半径大,轴线形状简单的厚壁零件。此科普来自于兴迪源官网

 

NO.3

问:压弯和滚弯两种传统弯曲方式的缺点是什么?

答:压弯和滚弯两种工艺的一个主要缺点是造成弯曲后截面变成椭圆,在后续内高压成形过程中容易引起在弯曲外侧减薄区的开裂。摘自兴迪源机械文章。

 

NO.4

问:什么是CNC弯曲工艺?

答:CNC工艺是一种先进的绕弯工艺,它是先把管材轴线的形状输入到弯曲机数控系统中,然后由数控程序控制弯曲机,利用管材绕模具旋转运动实现管材自动弯曲的加工方法。CNC弯曲可以实现三维复杂轴线管弯曲,能连续进行不同角度的弯曲,具有质量好,生产效率高等特点。CNC工艺为兴迪源内高压成形机提供了最佳的助攻。

 

NO.5

问:CNC弯曲工艺的设备及工艺过程?

答:CNC弯曲模具一般由弯曲模、夹持模、压模以及防皱模和芯棒等组成,弯曲机主要包括机床床身、液压油箱、机床主轴、弯曲移动平台和控制系统,弯曲模通过连接机构和弯曲机的机床主轴连接在一起,管材弯曲时,管材的一端由夹持模夹紧在弯曲模上,在管材与弯曲模的相切点外侧装有支撑模,内侧装有防皱模,管材内塞有芯棒,弯曲模绕机床主轴旋转,管材即绕弯曲模逐渐弯曲成形。通过弯曲机的夹持装置夹持管材的后端,使管材轴向前进或者周向旋转,达到轴向加力或空间角度的变化目的,以此来实现三维空间弯曲。

 

NO.6

问:CNC弯曲机设备的特点和参数?

答:CNC弯曲机一般采用液压伺服控制,可实现空间弯曲,配合多层模具,还可实现连续、多曲率半径弯曲。CNC弯曲机的主要参数包括:最大弯曲半径、最大壁厚、弯曲半径、弯曲角度和弯曲速度等,其中最大弯曲半径和最大壁厚决定了弯曲机的性能,弯曲速度和轴向送进速度等,其中最大弯曲半径和最大壁厚决定了弯曲机的性能,弯曲速度和轴向送给速度决定了生产效率。此知识摘自兴迪源机械官网

 

NO.7

问:如何保证管材的弯曲质量?

答:管材的弯曲变形程度,取决于相对弯曲半径和相对厚度的数值大小,当相对弯曲半径过小时,弯曲中性层的外侧管壁会产生过度变薄,甚至导致破裂;最内测管壁将增厚,甚至失稳起皱。相对厚度越小,起皱趋势越严重。随着相对弯曲半径变小,变形程度增加,截面畸变(不圆度)也愈加严重。
为保证管材的弯曲质量,必须将相对弯曲半径设计在一定范围内。实际的最小相对弯曲半径不仅取决弯曲工艺(芯模、设备),还取决于材料的力学性能及设备等,管件实际的减薄率和不圆度等,需要通过工艺试验确定。摘自兴迪源机械文章

 

NO.8

问:如何防止管材截面形状畸变?

答:管材弯曲时,会产生截面形状的畸变,使圆截面变为椭圆形,严重时会压瘪。管件的畸变量过大,将影响后续的预成形和内高压成形,容易引起弯曲外侧的开裂,对于CNC弯曲,防止截面形状畸变的常用办法如下:
(1)使用芯棒支撑断面,以防止断面畸变。常采用的芯棒有球头芯棒、圆锥芯棒、勺形芯棒或多头芯棒等。采用合理结构形式的芯棒是在大批量生产中防止截面畸变和内侧起皱的主要措施。
(2)在管材内充填颗粒状介质、流体介质、弹性介质或低熔点合金等,防止断面形状畸变。这种方法较为容易,应用比较广泛,多用于中小批量的生产。此知识摘自兴迪源机械官网

 

NO.9

问:弯曲工艺中管材壁厚的变化?

答:在弯曲中性层外侧,由于切向拉应力作用而使壁厚减薄,在中性层内侧,由于切向压应力作用而使壁厚增厚。弯曲处的外侧减薄量对内高压成形过程和零件在使用中的承载能力影响非常大。如果外侧过度减薄,即使在弯曲时未发生开裂,在后续内高压成形中也容易引起开裂,增加内高压成形工序的难度。内高压成形使用的弯曲件除保证轴线形状精度外,还要将壁厚减薄率控制在一定范围内,一般最大减薄率不大于20%。减薄率主要与相对弯曲半径有关,材料力学性能和弯曲工艺(芯模形式)对减薄率也有影响。
对于同样的相对弯曲半径,材料的力学性能不同,则壁厚分布也会发生相应的变化,例如材料的硬化指数n和厚向异性系数r越大,发生减薄的趋势越小。另外,弯曲后的壁厚分布还随着芯棒形式、芯棒直径以及芯棒位置的变化而变化。此外,润滑条件也影响壁厚的分布,随着润滑条件的改善,有利于材料的流动,变形的均匀性增加,壁厚更趋于均匀分布。知识来源兴迪源机械官网。

 

NO.Ⅹ

问:弯曲轴线异型截面管件内高压成形的主要缺陷形式

答:该种管件的主要缺陷形式主要有开裂、死皱和飞边,常见的开裂部位是弯曲段外侧,多边形截面过渡区和焊缝热影响区。知识来源是兴迪源机械官网