缠绕式弯管机上的管路的弯曲回弹与伸长规律(精)

1、金属成形工艺 METALFORMINGTECHNOLOGYVol.211.5200283缠绕式弯管机上的管路的弯曲回弹与伸长规律刘志(珠海格力电器股份有限公司，广东珠海519070)摘要介绍如何通过实验分析的方法，研究缠绕式弯管机上管子的回弹与伸缩规 律。管路的弯管精度直接影响管路装配过程。而影响弯管精度的关键因素就是管 路回弹。弯管机、管子的机械特性、尺寸、机床的刚性等都对回弹有较大影响。 通过理论计算获得能在缠绕式弯管机生产实验中使用的公式是困难的。介绍了如 何通过实验分析方法得到弯管回弹与伸长规律。关键词弯管；回弹;伸长中图分类号:TG355.34文献标识码:B文章编号：1000-844

2、6(2003)05-0083-021回弹规律精确测量在管机上弯曲的管子的弯曲角H和回弹后的成形角H0(例如表1即为某一管材的弯曲实验数据),并将其进行回归计算，可得到管子本身的弯曲角与成形角 H0之间的关系式：H=1.0135H0+2.369H=kH0+CH管子的弹塑性弯曲造成的。表1弯管机上管子弯曲回弹实验数据 管子规格模具直径无缝钢管外径32mm,壁厚2.5mm。180mm(1)从理论分析可知，该截距CH系由纯弯段以外的悬臂段弯曲角 H/(b)15.332.346.261.376.389.3118.5170.8成形角 H0/(b)13.229.743.558.3 元回归计算 H=1.013

3、5H0+2.36973 85.8114.5166.32伸长规律图1缠绕式弯管机弯管角度与受力分析相关系数是0.9。可见所配直线方程的精度甚高，一系列的实验结果与上相同。因 此通过弯曲回弹实验可得到如下结论：在弯管机上弯曲加工管子时，管子的弯曲角H与成形角H0之间呈直线变化规律，与理论计算的直线规律相符合；不同的是，该直 线不通过坐标原点，有一截距CH存在，如图2所示。其公式为图3是管子弯曲加工回弹后的伸长图示。与一般处理方法不同 ，这里以管子回弹后 半径R0为依据来计测管子加工后的伸长量。机床上使用的模具半径为R时，则回弹后的成形半径R0可用下式计算R0=KHR式中,KH为回弹方程式（1）的斜

4、率。图3管子弯曲加工后伸长图2回弹规律如图3a所示的管子工件，其所需管子理论长度L理为：L 理=LA+LB-2R0tan（H0/2）+PR0H0/180如图3b所示的加工后的管子（轴线）的长度L实为：收稿日期:2003-04-1184刘志缠绕式弯管机上的管路的弯曲回弹与伸长规律L 理=LA0+LB0-2R0tan(H0/2)+PR0H0/180表2弯管机上管子弯曲伸长量实验数据(4)L与成形角L.oT1H0之间呈直线变化规律，但该直线不过坐标原点，有一截距CL存在，如图4所示 其公式为：L=KLH0+CL壁段管子的弹塑性弯曲引起的。同样从理论分析可知，截距CL也是由纯弯段以外的悬 管子规格模具

5、直径成形角H0/(b)伸长量L/mm无缝钢管外径38mm,壁厚3mm。190mm18.033.761.287.513.543.572.8式所示的管子回弹规律和式(6)所示的管子伸长规律，可为弯管工艺处理回弹与 伸长问题提供依据。2.73.87.412.81.45.110.7一元回归计算 L=0.1498H0-0.79显然L实L理。因此伸长量L可用式与式相减获得：L=(LA0+LB0)-(LA+LB)图4伸长规律在弯管机上当管子成形后，精确测量其伸长量L与成形角H0（例如表2为某一管材 的伸长量数据），并将其回归计算，可得管子伸长量L与成形角H0之间的关系式：L=0.1498H0-0.79相关系

6、数R为0.987。可见所配直线方程精度很高。一系列的实验结果与上相同 , 重复精度很高。因此通过伸长试验可得如下结论：在弯管机上弯曲加工管子时，管 子的伸长量3结语金属材料在受力时，弹性模数的大小主要取决于金属材料本身，同一类材料中的弹 性模数的差别不大。因此，实验数据对同类金属有很强的适用性。（上接第70页）管子与管板的性能数据见表1。表1管子与管板的机械性能部件管子管板代号 BFe10-1-1Hsn62-1弹性模量 E/GPa140105106抗拉强度Rb/MPa400700屈服强度 R0.2/MPa100550在Ansys平台上用Visco106单元进行静态非线性分析，得到的总合应力如图5。 可以看出，管板的最大总合应力为405MPa,没有达到屈服极限。此时，胀接将达到 较好的效果,管板亦不会产生变形缺陷。图5管板变形的总合应力(3)用Ansys模拟管板的应力变化，有助于胀接过程的工艺分析。参考文献5结语(1) (2)变形缺陷；在胀接过程中，要防止管板的变形缺陷，综合应新型辘管夹具具有通用性，能较