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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
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常用模具类型
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适用场景
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关键参数匹配要点
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冷弯(数控)
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弯管模、夹模、防皱模、芯棒
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薄壁管(壁厚≤3mm)、高精度管件
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芯棒直径 = 管内径 - 0.5~1.0mm
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热弯
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砂型模具、感应加热模具
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厚壁管(壁厚>5mm)、大口径管件
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加热温度需达材料再结晶温度(如碳钢 850℃)
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压弯
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凸模、凹模
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简单角度弯曲(如 U 型、V 型件)
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凹模圆角半径 = 管材外径 + 2~3 倍壁厚
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2. 模具材料选择
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钢管 / 不锈钢管:
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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;
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芯棒材质:H13 热作模具钢,适用于高温弯曲场景。
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铝管 / 铜管:
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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
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弯曲半径(R):
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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%)。
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夹模间隙:
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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
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调整逻辑
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检测工具
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弯曲角度
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目标角度 + 补偿角度(回弹修正)
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角度尺 / 激光检测仪
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送料长度
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实测弯曲段弧长 + 直线段余量
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编码器 / 标尺
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旋转速度
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薄壁管≤5°/s,厚壁管≤10°/s
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转速表
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助推力
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管径≥50mm 时需开启,力值 =(0.3-0.6)× 管材屈服力
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压力传感器
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2. 热弯设备参数(以中频感应加热为例)
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加热温度:
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碳钢:850-950℃(桔红色),不锈钢:1050-1150℃(亮红色);
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测温方式:红外测温仪(精度 ±10℃)。
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推进速度:
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壁厚≤4mm 时,速度 50-80mm/min;壁厚>4mm 时,30-50mm/min。
3. 芯棒位置调试
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插入深度:
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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;
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芯棒球数:
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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
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模具安装检查:
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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;
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芯棒轴线与弯管模轴线同轴度≤0.2mm。
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设备空运行测试:
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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
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第一步:弯曲角度验证
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试弯 30° 小角度,实测角度与设定值偏差>±1.5° 时,调整:
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回弹补偿:碳钢加 3-5°,不锈钢加 5-8°(根据材料硬度);
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夹模压力:压力不足导致管材滑动,需提升 10%-20%。
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第二步:壁厚减薄率检测
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用超声波测厚仪检测弯曲段外侧壁厚,减薄率>15% 时:
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增大弯曲半径 R(如原 R=2D 改为 R=2.5D);
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更换带助推功能的设备,减少拉伸应力。
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第三步:内侧起皱控制
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出现明显褶皱时:
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芯棒向前移动 0.5-1.0mm,或更换直径大 0.2mm 的芯棒;
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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
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连续试弯 5-10 件,检测以下项目:
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角度一致性:偏差≤±0.5°(用三坐标测量仪);
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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);
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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
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原因分析:
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材料塑性不足(如冷弯高碳钢);
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弯曲半径过小(R<1.5D),外侧受拉应力超过抗拉强度。
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解决措施:
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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%);
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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
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原因分析:
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设备传动机构磨损(如齿轮齿条间隙>0.3mm);
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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%)。
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解决措施:
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更换磨损部件,调整传动间隙≤0.1mm;
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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
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原因分析:
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管材表面氧化皮未清理(硬度达 HB200+,加速模具磨损);
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润滑剂失效(如乳化液浓度低于 3%,摩擦系数>0.15)。
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解决措施:
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弯管前进行喷砂处理(粗糙度 Ra6.3-12.5μm);
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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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