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首页可变管径绕弯模具:理论、实验与多外径弯管
"可变管径绕弯模具弯管的理论与实验研究 (2010年),作者:温彤、陈崽裴、春宙" 这篇论文深入探讨了可变管径绕弯模具在管材弯曲工艺中的应用,旨在解决传统模具只能弯制单一外径管材的问题。传统的绕弯模具设计通常限制了其对不同尺寸管材的适应性,而论文提出的创新方法是通过改变弯曲型槽的形状来实现同一副模具对多种外径管材的弯制。 作者利用数值模拟技术,对不同外径的管材在可变管径绕弯模具下的变形特性进行了仿真分析。数值模拟是一种强大的工具,能够预测和理解复杂的材料变形过程,对于优化模具设计至关重要。在此过程中,他们考虑了管材在弯制过程中的几何变化、应力分布以及应变状态,以确保管材的弯制质量和形状控制。 此外,论文还进行了实验研究,实际操作验证了数值模拟的结果。实验部分涉及了不同型槽设计和弯曲角度对管材弯曲截面形状及壁厚变化的影响。实验数据有助于量化这些因素,确保在弯制过程中管材的形状控制和壁厚均匀性,防止因弯管过程导致的管壁过度拉伸或压缩而造成的质量问题。 通过这些研究,论文得出了关键结论:通过合理设计和调整绕弯模具的型槽形状,可以有效地在同一副模具上弯制不同外径的管件,并且这些管件的质量能满足工程要求。这一发现对于提高模具的通用性和降低制造成本具有显著的意义,尤其在需要处理多种管径的生产环境中,这种可变管径绕弯模具的应用将极大地提高生产效率。 关键词:管材、绕弯、数值模拟、型槽。此研究属于工程技术领域,对机械工程、航空航天、汽车制造等涉及管材弯曲加工的行业具有重要的理论和实践指导价值。
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可变管径绕弯模具弯管的理论与实验研究
温彤陈崽裴春宙
可变管径绕弯模具弯管的理论与实验研究
温彤陈霞裴春雷
重庆大学,重庆,
400044
摘要:针对传统的一副绕弯模具只能弯制一种外径管材的限制,提出了一种通过调节弯曲型槽的形
状而实现在一副绕弯模具上弯制多种外径管材的思路。利用数值模拟与实验研究了不同外径管材在该
可变管径绕弯模具上进行弯制时的变形特点,以及不同型槽和弯曲角度对管材弯曲截面形状和壁厚变
化的影响。研究表明,通过合理调节绕弯模具的型槽形状,完全能够在同一副模具上弯制具有不同外径
且满足质量妥求的管件。
关键词:管材;绕弯;数值模拟;型槽
中图分类号
:TG3
文章编号
:1004--132X(2010)09--1119--04
Numerical
and
Experimental
Study on a
Rotary
Bend-die
for
Bending
of
Pipes
with
Different
Di
ameters
Wen
Tong
Chen
Xia
Pei
Chunlei
Chongqing
University
,
Chongqing
, 400044
Abstract:
In
order
to
overcome
the
shortcoming
that
a
rotary
bend
- die
can
normally
bend
tubes
with
only
one
outer
diameter
, a
new
approach
that
tubes
with
different
outer
diameters
can
be
bent
on
one
rotary
bend-die
was
put
forwards
by
adjusting
the
shape
of
die
groove.
Numerical
and
experi-
mental
methods
were
employed
to
study
the
plastic
deformation
characteristics
of
tubes
with
different
outer
diameters
when
bent
on
the
die,
and
effects
of
different
grooves
on
the
shape
of
tube
section
and
wall
thickness
within
the
bending
area.
It
is
found
that
tubes
with
different
outer
diameters
can
be
successfully
bent
on
such
a
rotary
bend
- die
as
long
as
the
groove
shape
of
the
die is
adjusted
ade-
quately.
Key
words:
tube;
rotary
bending;
numerical
simulation;
groove
O
引言
绕弯是将直管坯压在具有一定曲率的弯曲模
上,在外力作用下使其围绕弯曲模中心弯曲后得
到弯管件的管材弯曲方法。绕弯具有生产效率
高、质量稳定,以及能完成复杂管形弯制的特点,
是各类弯管机的主要成形方式。迄今为止,针对
绕弯工艺、模具以及相关的理论已经有大量研
究[I
-2J
。如弯曲变形区截面畸变(椭圆化或失圆)、
管壁厚度异常变化以及回弹是绕弯最容易出现的
问题,为了得到理想的弯管断面质量,人们开发了
芯轴、反变形型槽等许多工艺手段以改善成形效
果。为了完成小半径的弯曲,
Goodarzi
等问提出
了剪切弯曲工艺。另外,数值模拟技术也广泛应
用于管材绕弯过程的分析中
[2
飞但由于管材的绕
弯过程综合了弹性和塑性大变形,实际的变形受
到管件材料、弯曲工艺参数以及模具等许多复杂
因素的影响,要在理论上精确分析绕弯成形仍然
有一定难度口,叫。
传统的一副绕弯模具只能弯制一种外径的管
收稿日期,
2009-08-03
基金项目:重庆市科技攻关计划资助项目
(CSTC2009AC3038)
材,当所弯制的管材外径改变时,就需要更换不同
的绕弯模具。为了降低模具制造成本,提高生产
效率,本文设计了一种型槽形状可调的弯管机绕
弯模具,从而实现利用一副模具弯制管径在一定
范围变化的各种管材。在此基础上,对该模具的
弯管过程进行了理论和实验研究,分析了不同绕
弯过程中管材弯曲塑性区的变形特点以及型槽对
弯管断面质量的影响。
1
可变管径绕弯模具的原理
传统的弯管机绕弯模具主要包括弯曲模(及
镶块)、夹紧模和压模三大部分。图
1
所示为本文
采用组合镶块式结构,在传统模具的基础上设计
的通用可变管径绕弯模具,各模块均采用螺栓紧
固。绕弯方式与普通模具一致,但可以通过调整
镶块间垫片的厚度改变型槽的形状,以适应不同
外径管材的弯曲。
设可变管径模具型槽的直径为
D(
图
2)
.D
即
为该模具所能弯制管材的最大外径。当需要弯制
的管材外径为
d(d
ζD)
时,需要将垫片减薄
ð.
h(
ð.
h
=D
一
-
d)
。图
2
中零部件编号含义同图
1
,
1119 •
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