室外健身器材制造业弯管过程中常见问题分析与对策.doc

室外健身器材制造业弯管过程中常见问题分析与对策在生产室外健身器材过程中需要使用很多专业设备，其中弯管机的使用是各个生产厂家不约而同的选择，由于弯管机在采购时未根据弯管机适用范围购买或弯管机使用不当造成弯管质量缺陷影响着室外健身器材产品内在质量和外观质量。夏垫佳美体育用品有限公司是室外健身器材行业内较早采用程控弯管机弯管的公司之一，在使用过程中积累了一些弯管机采购和使用经验，现将它贡献给同行以利共同推进室外健身器材行业制造技术水平的提高。一、弯管机的分类与适用范围1. 弯管机的分类按弯管时加热与否，分为：冷弯管机和热弯管 按传动方式，分为4种：手动、气动、机械传动和液压传动 按控制方式，分为4种：手控、半自动、自动和数控2、弯管机的适用范围液压弯管机 ：传动平稳、可靠、噪音小，结构紧凑，能弯制不同直径的管材。半自动控制的弯管机，一般只对弯管角度进行自动控制，主要用于中、小批量的生产。自动控制弯管机： 通过尺寸预选机构和程序控制系统对弯管全过程(送进、弯管和空间转角)实行自动控制，这种弯管机一般采用液压传动，伺服电机控制，适用于大批量生产。数控弯管机： 能够根据零件图规定的程序和尺寸，通过输入数据来实现弯管过程的全自动控制，它适用于大批量生产，尤其是管件尺寸参数多变的场合.二、管材弯管加工的方法 弯管机可用来加工管材，圆棒以及各种型材，如工字钢，槽钢，H型钢等。其加工方法可分为滚弯，模弯曲，无模弯曲等弯曲加工。 1. 滚弯管滚弯是用三个驱动辊轮对管材进行弯曲加工的加工方法.滚弯方法及滚弯机工作原理与板材滚弯基本相同，区别仅在于管材滚弯所用的辊轮具有与弯曲管坯断面形状相吻合的工作表面。通过改变辊轮的间隔，就可作各种曲率半径的弯曲，尤其对弯制环形或螺旋线形管件特别方便。不过，滚弯方法对弯曲半径有一定的限制，仅适用于曲率半径要求大的厚壁管件。2. 模弯管 模弯管：是一种钢管在弯曲模型中实现弯曲的成形过程，它包括压弯、推弯和绕弯三种方式。 压弯：是最早用于管材弯曲加工的工艺方法。它是在液压机上利用模具或胎具对管坯进行弯曲加工。压弯方法既可以弯制带直段的管件，又可以弯制弯头。由于压弯具有生产效率高、模具调整简单等突出优点，故在生产中一直被广泛应用。 推弯：是在一般压力机、液压机上进行弯曲加工，主要用于弯制弯头。推弯包括型模式冷推弯管和芯棒式热推弯管。型模式冷推弯管是在普通液压机或曲柄压力机上，利用金属的塑性，在常温状态下将管坯压入带有弯曲型腔的型模中，从而形成弯头。型模式芯棒式热推弯管是在专用推制机上，在推力和牛角芯棒阻力的作用下，边加热边推制，使管坯产生周向扩张和轴向弯曲变形，从而将较小直径的管坯推制成较大直径的弯头. 绕弯：是最常用的弯管方法，包括辗压式和拉拔式，按弯管设备的不同，绕弯又可以分为手工弯管和弯管机弯管两类。1）手工弯管是利用简单的弯管装置对管坯进行弯曲加工。它不需要专用的弯管设备，弯管装置制造成本低，调节使用方便，但劳动量大，生产率低，主要应用于小批量生产的场合。2）弯管机弯管是在立式或卧式弯管机上进行冷态弯曲加工，是用得最多的一种弯管方式。目前，适用于室外健身器材行业使用的弯管机弯管主要包括有芯弯管、无芯弯管两种工艺方法。有芯弯管：是在弯管机上利用芯棒使管材沿弯曲模胎绕弯的工艺方法。在管坯与弯曲模胎的相切点附近，其弯曲外侧装有压块，而管坯内部塞有芯棒。当弯曲模胎转动时，管坯即绕弯曲模胎逐渐成形。管件的弯曲角度由挡块控制，当弯曲模胎转到管件要求的弯曲角度时，则撞击挡块，使弯曲模胎停止转动。无芯弯管：工作原理与有芯弯管相似。它的结构比有芯弯管简单(省去了芯棒和芯棒的固定调整装置)，工作原理与有芯弯管相同，只是没有芯棒支撑内管壁，而是在管坯进入弯曲变形前，预先利用反变形装置(如反变形滚轮和反变形滑槽)给以管坯一定量的反向变形。在弯曲后，由于不同方向变形的相互抵消，使管坯截面基本保持圆形。无芯弯管与有芯弯管相比，既提高了生产率，又避免了芯棒的消耗，省却了管内的润滑。3.无模弯管 室外健身器材制造行业中一般对于像直径165mm壁厚4.0mm以上的大口径、厚壁钢管的弯制加工，采用的方法就是无模弯曲。无模弯曲是利用局部加热代替弯曲模具和芯棒等工具进行弯曲加工的方法。按加热方式的不同，可分为中频感应弯管和火焰加热弯管两种。它是将中频感应圈套在管坯上，依靠中频感应电流将管坯加热到所需的高温，随即对加热部分进行弯曲，并在弯曲后紧接着喷水冷却，从而获得所需的管件。火焰弯管的原理与中频弯管相同，只不过是用火焰加热圈代替了中频感应圈来加热管坯.无模弯曲不需要模具，弯管成形质量好，弯管能力强，具有生产效率高、劳动强度低的优点。由于无模弯曲的弯曲力臂自由回转，弯曲半径可随弯曲力臂长度的变化任意改变，故其适应性比其他弯曲方法强。同时，由于加热线圈与管材的形状无关，故利用无模弯曲代替弯模成形，可以巧妙地解决异形钢管的弯曲加工问题。三、使用弯管机弯管时常见问题分析及应对措施 1. 对于圆弧外侧变扁严重的管件，在进行无芯弯管时可将压紧模设计成有反变形槽的结构形式:在进行有芯弯管时，应选择合适的芯棒(必要时可采用由多节段芯棒组装而成的柔性芯棒)，正确安装之，并在安装模具时保证各部件的管槽轴线在同一水平面上。 2. 小半径弯管时圆弧外侧减薄是弯曲的工艺特点决定的，是不可避免的。为了避免减薄量过大，常用的有效方法是使用侧面带有助推装置或尾部带有顶推装置的弯管机，通过助推或顶推来抵消管子弯制时的部分阻力，改善管子横剖面上的应力分布状态，使中性层外移，从而达到减少管子外侧管壁减薄量的目的。3. 对于管子圆弧外侧弯裂的情况，首先应保证管材具有良好的热处理状态，然后检查压紧模的压力是否过大，并调整使其压力适当，最后应保证芯棒与管壁之间有良好的润滑，以减少弯管阻力及管子内壁与芯棒的摩擦力。4. 对于圆弧内侧起皱，应根据起皱位置采取对应措施。若是前切点起皱，应向前调整芯棒位置，以达到弯管时对管子的合理支撑:若是后切点起皱，应加装防皱块使防皱块安装位置正确，并将压模力调整至适当;若圆弧内侧全是皱纹，则说明所使用的芯棒直径过小，使得芯棒与管壁之间的间隙过大，或者就是压模力过小，不能使管子在弯曲过程中很好地与弯管模及防皱块贴合。因此，应更换芯棒，并调整压紧模使压模力适当。5. 对于弯曲回弹现象，主要采用补偿法和校正法来加以控制。补偿法是通过综合分析弯曲回弹的影响因素，根据弯曲时的各种条件和回弹趋势，预先估算回弹量的大小，在设计制造模具时，修凸凹模工作部分尺寸和几何形状，实现“过正”弯曲。校正法是在模具结构上采取措施，使校正力集中在弯角处，改变应力状态，力图消除弹性变形，克服回弹。如拉弯工艺，在弯曲的同时施加拉力，使整个断面都处于拉应力的作用下，卸载时弹性回复与变形方向一致，可明显减小回弹量。 夏垫佳美体育用品有限公司为了全面掌握弯管机使用技术并发挥弯管机最大效能，组织了有技术人员、操作员工参加的小组，使用美国质量专家戴明发明的“PDCA戴明环” 边工作边总结边提高，卓有成效的解决了室外健身器材制造中的弯管质量问题。由于弯管设备是在动态环境下使用的，同行其他厂家的有些问题可能在夏垫佳美体育用品有限公司还没有出现，因此我们很愿意与行业其他公司技术人员共同交流解决。 参考资料： 室外健身器材、户外健身器材、小区健身器材制造商夏垫佳美体育用品有限公司0316-886163