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从数控弯管机的基本原理分析如何保证弯管质量与精度

二十世纪传统的弯管都是以操作者的个人经验和设备的简单操作来控制产品的质量。因此,弯曲出来的管件体形一般比较大而且还要经过多次的校正,而且弯曲大管径弯管出来的质量一般都很难控制其精度,弯曲的圆度不标准,内半径处起皱、外侧破裂等问题,而且早期的弯管机的弯曲工序比较多,操作过程繁琐。弯管机经过一段时间的发展,从早期的手工弯管到现在的机器自动弯管,不仅降低了生产成本,提高了生产效率,保证了加工质量,而且精度也有大大提高。为满足生产出不同弯曲程度与弯曲半径的管子,弯管机的类型也在不断改进、提高,有电动弯管机、液压弯管机(单头、双头)、CNC数控弯管机。

为了保证管件的质量和精度,应在首先对管件的变形程度进行控制,选用何种材料和如何弯曲会都会影响到钢管弯曲成形的效果。相对弯曲半径R/D和相对厚度t/D数值的大小和R/T和t/D值越小,表示管材弯曲的角度越大,这不仅体现出管弯曲变形的失败和损坏,而且还要要考虑管件能否达到预期的精度。常用的钢管弯曲成形一般有绕弯、推弯、滚弯以及压弯等方法,而在使用这些方法中绕弯是最为容易实现机械自动化的,因此绕弯弯曲法是在弯管机中应用得最普遍的方法,而且在现代工业市场上弯管机大部分都是采用绕弯为主。弯管机在制作管件弯曲管道的过程中,弯管的弯曲部分会受到两侧的拉伸力,弯管弯曲部分的内侧则会受到挤压而产生的压力, 当管件的弯曲角度过大时,此时会使弯曲中性层的外侧壁变薄,甚至是导致弯管外侧破裂;而切将会增厚内侧管壁,甚至会出险失稳并且起皱的现象。内侧壁产生的褶皱,会残留很大的应力,而且还会产生应力集中,弯管截面的变形和破裂将会严重影响管件的流量。同时,弯管的断面可能还会产生畸变,出先形状为椭圆形的畸变。并且还会减薄或拉裂弯曲的管壁,这将会严重影响管件的力学性能,甚至会使加工的管件作废。所以必须严格控制外侧减薄量、截面的椭圆度、内侧的波浪度这三个变形量。

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                                            图1:滚弯式                                                                                            图2:缠绕式 


上图这两种都有各自的优点和缺点,图1的缠绕式主要是用于折弯方形管的复杂结构,而图2中的滚弯式则主要用于弯曲方形弯管,也可用于弯曲圆型管,而且缠绕式的原理结构比较简单,所以在本设计中这台弯管机采用的是滚弯式。

一般的弯曲过程:

   1.预留第一段长度,并将管道夹紧。

   2.弯曲。

   3.松开夹紧块,然后再取出管子并将模具重置,按照标准的样件在夹具上检查管型,并进行校正。

   4.重复第1步,直到折弯钢管为止。

数控弯管机的精度究竟与哪些因素有关?

1.数控弯管机材料的厚度和粗糙程度

       激光切割最适合切割薄板,效果最好的厚度是12mm以下的碳钢和6mm以下的不锈钢,加工出来的质量明显增强,效率上也出现了保障。如果说切割<1mm材料,切口也会极为光滑的。材料表面粗糙度,材料表面粗糙度也决定着切割质量的好坏,一般越光滑的材料,切割出来的质量也就越好。 

2.数控弯管机的工作功率和模式

       经过研究证明了,数控弯管机的功率越高,即使是切割同样的板材,效果也会比一般的要好。激光切割的模式和材料是有一定的契合度,越高效果越好。 

3.焦点位置

       激光切割机的焦点能对上,切割的精度和准确度才能达到想要的要求。 

4.切割速度

       其实不管是什么样的材料,能够使切割的速度和材料极度吻合,那么这个时候的切割效果就是最好的,过快或是过慢都会对激光切割有所影响。 

5.辅助气体压力和种类

       压力越高的辅助气体,气体的纯度就高,材料粘附的杂质就会很少,切割口越来越光滑。一般来说,氧气切割的速度是最快的,氮气的切割效果最好,成本也低。不同的气体,切割的效果也会有所差距。

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数控弯管机是我公司引进先进技术制造的集机、液、气、电一体化全自动数控立体弯管机。该系列采用15“彩色触摸屏操作显示,管型数据三维图开显示,可以输入、编辑、储存和显示各种弯管数据和指令。机器的各个运动坐标(Y、B、C、Z)都在计算机的准确控制之下,可实现全自动有芯弯曲,并具有回弹自动补偿和故障自诊断、断电记忆、自动润滑、安全保护等先进功能。弯管(C轴)、转管(B轴)、送管(Y轴)均为闭环伺服控制,旋转运动数控精度为±0.05 ˚,直线运动数控精度±0.1mm并能 与管形测量机和计算机中心联网工作。该机技术水平、自动化程度、精度、效率均属世界一流先进水平。