大棚弯管机的加工过程与技术特点

2020-06-01 10:28:44

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大棚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、，适合于地弯制复杂的空间弯曲件。

大棚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。大棚弯管机悬臂为铝合金板材焊接成的框架结构，强度和，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，管轴和大棚弯管机x轴平行;在大棚弯管机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、加工、加工范围广等优点。

作为大棚弯管机的核心，控制系统的性能优劣对整个设备的精度和效率影响甚大。因此，研究的数控弯管控制系统具有重大的现实意义。鉴于目前市场上已有控制系统的不足，本厂以嵌入式运动控制器为核心，长期研究一套功能强、性能稳定、体积小、价格合适的数控弯管控制系统，是在传统运动控制系统基础上的重要创新。

大棚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。

1、复杂程度一般来说，弯曲零件的形状越复杂，弯曲变形时各部分变形的相互制约作用就越大，增加了弯曲时的变形阻力，使管材内层受压变形成分减小，管材截面上切向应力的分布趋于均匀，因而降低了一次弯曲成形的回弹量;

2、弯曲方式自由弯曲时回弹角大，采用校正弯曲时回弹角减小。校正力越大，回弹值越小。在实际生产中，多采用带相应校正成分的弯曲方法。校正力大于弯曲变形所需要的力。这时弯曲变形区的应力状态和应变性质与纯弯曲有相应的差别。当校正弯曲力很大时，可能全部改变弯曲件变形区的应力状态，即压应力区向管材的外表面逐步扩展，致使管材的全部或大部分截面出现压缩应力。于是内、外区回弹的方向取得了一致，其回弹可比自由弯曲时的回弹小;

3、摩擦回弹角还受摩擦的影响，管件毛坯表面和模具表面之间的摩擦可以改变毛坯各部分的应力状态。摩擦在一般情况下可以增大弯曲变形区的拉应力，使零件形状接近于模具的形状。但在拉弯时摩擦的影响通常是不利的。另外，管坯料的表面对回弹的影响也较大。若管材表面不平、凸起或者有杂质，那么在弯曲时将会产生应力集中，因而对回弹有较大的影响，甚至还会产生扭弯、开裂等缺陷;

4、大棚弯管机弯管材料的机械性能从式能看出，材料的应变刚模数越大，弹性模量越小，则弯曲后的回弹角θ就越大，硬化指数越小，回弹角θ越大;

5、相对弯曲半径ρ在其他参数相同的情况下，相对弯曲半径越大，即变形的程度越小，回弹角就越大。这是因为当相对弯曲半径减小时，弯曲管材外表面上的总切向变形程度增大，其中塑性变形和弹性变形成分也都同时增大，但在总变形中弹性变形所占比例却减小，因此回弹也小。与此相反，当相对弯曲半径较大时，由于弹性变形在总变形中所占比例的增大，那么回弹就小;

6、弯曲角θ管材的弯曲角θ也影响回弹量，弯曲角θ越大，表示变形区长度越大，相同的弯曲条件下，单位长度上的变形量就越小，总的变形中弹性变形的比例就会相应增大，回弹角θ也就越大。