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冷弯管(山东冷弯管)
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详细介绍一下弯管加工过程中如何进行模具与设备调试
发布时间:2025/5/26 11:33:34 点击次数:9

一、模具选型:匹配管材与工艺的基础

1. 模具类型选择

弯曲工艺 常用模具类型 适用场景 关键参数匹配要点
冷弯(数控) 弯管模、夹模、防皱模、芯棒 薄壁管(壁厚≤3mm)、高精度管件 芯棒直径 = 管内径 - 0.5~1.0mm
热弯 砂型模具、感应加热模具 厚壁管(壁厚>5mm)、大口径管件 加热温度需达材料再结晶温度(如碳钢 850℃)
压弯 凸模、凹模 简单角度弯曲(如 U 型、V 型件) 凹模圆角半径 = 管材外径 + 2~3 倍壁厚

2. 模具材料选择

  • 钢管 / 不锈钢管
    • 模具材质:Cr12MoV(硬度 HRC58-62),表面镀硬铬(镀层厚度 0.03-0.05mm)防磨损;
    • 芯棒材质:H13 热作模具钢,适用于高温弯曲场景。
  • 铝管 / 铜管
    • 模具材质:45# 钢(表面氮化处理,硬度 HV900+),避免铝合金粘模。

3. 模具尺寸设计要点

  • 弯曲半径(R)
    • 最小弯曲半径 R<sub>min</sub>=(1.5-3)D(D 为管外径),需通过试弯验证,防止管壁过度减薄(允许减薄率≤15%)。
  • 夹模间隙
    • 间隙 = 管材外径 + 0.1-0.3mm,间隙过小易压伤管材,过大导致滑动偏移。

二、设备参数设定:精准控制弯曲过程

1. 数控弯管机核心参数

参数名称 调整逻辑 检测工具
弯曲角度 目标角度 + 补偿角度(回弹修正) 角度尺 / 激光检测仪
送料长度 实测弯曲段弧长 + 直线段余量 编码器 / 标尺
旋转速度 薄壁管≤5°/s,厚壁管≤10°/s 转速表
助推力 管径≥50mm 时需开启,力值 =(0.3-0.6)× 管材屈服力 压力传感器

2. 热弯设备参数(以中频感应加热为例)

  • 加热温度
    • 碳钢:850-950℃(桔红色),不锈钢:1050-1150℃(亮红色);
    • 测温方式:红外测温仪(精度 ±10℃)。
  • 推进速度
    • 壁厚≤4mm 时,速度 50-80mm/min;壁厚>4mm 时,30-50mm/min。

3. 芯棒位置调试

  • 插入深度
    • 芯棒前端距弯曲切点距离 L=(1-1.5)D,过深易卡管,过浅导致内侧起皱;
  • 芯棒球数
    • 管径≤32mm 用单球芯棒,32-108mm 用 2-3 球,>108mm 用链式芯棒。

三、调试流程:从试弯到量产的迭代优化

1. 首件试弯前准备

  • 模具安装检查
    • 夹模与弯管模对齐度≤0.1mm(用百分表检测),防皱模与管材贴合间隙≤0.05mm;
    • 芯棒轴线与弯管模轴线同轴度≤0.2mm。
  • 设备空运行测试
    • 各轴运动平滑无卡顿,限位开关灵敏,液压系统压力波动≤±0.5MPa。

2. 首件试弯与参数调整

  • 第一步:弯曲角度验证
    • 试弯 30° 小角度,实测角度与设定值偏差>±1.5° 时,调整:
      • 回弹补偿:碳钢加 3-5°,不锈钢加 5-8°(根据材料硬度);
      • 夹模压力:压力不足导致管材滑动,需提升 10%-20%。
  • 第二步:壁厚减薄率检测
    • 用超声波测厚仪检测弯曲段外侧壁厚,减薄率>15% 时:
      • 增大弯曲半径 R(如原 R=2D 改为 R=2.5D);
      • 更换带助推功能的设备,减少拉伸应力。
  • 第三步:内侧起皱控制
    • 出现明显褶皱时:
      • 芯棒向前移动 0.5-1.0mm,或更换直径大 0.2mm 的芯棒;
      • 冷弯时可在管材内涂覆石墨润滑剂(摩擦系数降至 0.05 以下)。

3. 量产前连续试弯验证

  • 连续试弯 5-10 件,检测以下项目:
    • 角度一致性:偏差≤±0.5°(用三坐标测量仪);
    • 表面质量:划伤深度≤0.1mm,无明显压痕(用粗糙度仪检测 Ra≤1.6μm);
    • 直线度:每米弯曲段直线度误差≤1.5mm(拉线法检测)。

四、常见问题与调试解决方案

1. 弯曲开裂

  • 原因分析
    • 材料塑性不足(如冷弯高碳钢);
    • 弯曲半径过小(R<1.5D),外侧受拉应力超过抗拉强度。
  • 解决措施
    • 改用热弯工艺,加热至材料延伸率峰值温度(如不锈钢 900℃时延伸率>40%);
    • 分两次弯曲(先弯至 45°,再弯至目标角度),降低单次变形量。

2. 尺寸偏差超差

  • 原因分析
    • 设备传动机构磨损(如齿轮齿条间隙>0.3mm);
    • 管材回弹量计算错误(未考虑温度影响,如热弯后冷却收缩约 0.5%-1%)。
  • 解决措施
    • 更换磨损部件,调整传动间隙≤0.1mm;
    • 热弯时预留冷却收缩量(如目标角度 90°,弯制时做到 90.5-91°)。

3. 模具快速磨损

  • 原因分析
    • 管材表面氧化皮未清理(硬度达 HB200+,加速模具磨损);
    • 润滑剂失效(如乳化液浓度低于 3%,摩擦系数>0.15)。
  • 解决措施
    • 弯管前进行喷砂处理(粗糙度 Ra6.3-12.5μm);
    • 改用二硫化钼润滑脂(耐高温 300℃,摩擦系数 0.03-0.05)。
 

 

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