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文檔簡介
1、數(shù)控彎管機彎管技術(shù)及其應(yīng)用尹霞(湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械工程系,湖南株州412000摘要:介紹了管子彎曲時的變形情況,以及通過對管子彎曲成型極限的分析,合理選擇管子彎曲方式。重點介紹了數(shù)控彎管加工及其程序編制。關(guān)鍵詞:管材;彎曲;成型極限;數(shù)控彎管機中圖分類號:T G 1351文獻標(biāo)識碼:A 彎管技術(shù)廣泛應(yīng)用于鍋爐及壓力容器、空調(diào)制造、汽車、航空航天等多種行業(yè)。摩托車車架主要有管件架焊接而成。彎管質(zhì)量的好壞,將直接影響車架以及整車的結(jié)構(gòu)合理性、安全性、可靠性等。為了彎制出高質(zhì)量的管件,就應(yīng)該掌握管件彎曲加工技術(shù)。在數(shù)控彎管機上彎管,合理選擇彎曲方式以及掌握數(shù)據(jù)處理和程序編制方法非常必要。1工藝
2、分析管材的彎曲和板料的彎曲一樣。在純彎曲的情況下,外徑為D ,壁厚為t 的管子受外力矩M 的作用發(fā)生彎曲時,中性層外側(cè)管壁受拉應(yīng)力1作用,管壁變薄;中性層內(nèi)側(cè)管壁受拉應(yīng)力1作用,管壁變厚(見圖1a 。而且,橫截面的形狀由于受合力F 1和F 2的作用由圓形變?yōu)榻茩E圓形(見圖1b ,當(dāng)變形量過大時,外側(cè)管壁會產(chǎn)生裂紋,內(nèi)側(cè)管壁會出現(xiàn)起皺(見圖2。 圖1管子彎曲時的受力與變形 圖2管子彎曲時的缺陷管材的變形程度,取決于相對彎曲半徑R D /和相對厚度t D /數(shù)值的大小。R D /和t D /值越小,表示變形程度越大。為保證管件成形質(zhì)量,必須控制變形程度在許可范圍內(nèi),管材彎曲成形極限不僅取決于材料
3、的力學(xué)性能和彎曲方法,而且還考慮管件的使用要求。管件的成形極限應(yīng)包含以下幾個內(nèi)容:1中性層外側(cè)拉伸變形區(qū)內(nèi)最大的伸長變形不超過材料塑性允許值而產(chǎn)生破裂;2中性層內(nèi)側(cè)壓縮變形區(qū)內(nèi),受切向壓應(yīng)力作用的薄壁結(jié)構(gòu)部分不致超過失穩(wěn)而起皺;3如果管件有橢圓度的要求時,控制其斷面產(chǎn)生畸變;4如果管件有承受內(nèi)壓力的強度要求時,控制其壁厚減薄的成形極限。對于摩托車車架管件來說,在數(shù)控彎管機上彎管加工時,主要以管件的強度、外觀不發(fā)生質(zhì)量缺陷作為決定成形極限的依據(jù)。所以,主要考慮不產(chǎn)生破裂和起皺。2彎管方式的選擇一般來說,在數(shù)控彎管機上彎管加工管件,有2種方式,一種為無芯彎管,一種為有芯彎管。對于在什么情況下采用無
4、心彎管,什么情況下采用有心彎管,以及在有心彎管時選用何種芯棒,需要對所彎制管件的相對彎曲半徑R D /及相對厚度t D /、彎管角度數(shù)值大小進行分析之后來確定。參考文獻1提供了確定方法。對于摩托車車架用管件,外徑D 一般為2050mm ,壁厚t 一般為24mm ,R 一般為50100mm 。所以,t D /取值范圍一般為1015,R D />2。根據(jù)上述線圖可知,摩托車車架用管件彎曲時一般不需要選用芯棒,即采用無芯彎管的方式。與有芯彎管相比,采用無心彎管大大減少彎管前的準(zhǔn)備工作,提高了生產(chǎn)效率;避免了芯棒消耗;管內(nèi)不需要潤滑:彎管時無振動現(xiàn)象,且噪音小,可延長彎管機的使用壽命;而且管壁減
5、薄現(xiàn)象較有芯管有很大的改善,有效地保證了管件的強度。27 新技術(shù)新工藝 數(shù)字設(shè)計與數(shù)字制造2007年第4期 3數(shù)控彎管機彎曲技術(shù)3.1彎曲模管件在彎管機上各個彎頭是漸成的。彎曲半徑有彎曲模塊確定,彎曲角度有彎管機程序控制。圖3為數(shù)控彎管機的彎曲模的結(jié)構(gòu)形式,主要由3個部分組成:夾緊模塊、彎曲模塊和壓力導(dǎo)向模塊。 圖3彎管機彎曲模結(jié)構(gòu)彎曲模塊和夾緊模塊的作用是將管件夾住,然后使管件纏繞彎曲模進行彎曲。壓塊的作用則是克服管件彎曲時的反向作用力。由于彎管機本身結(jié)構(gòu)上的原因,對所彎制的管件在形狀尺寸上有一定的要求。對數(shù)控彎管機而言,管件的最大外徑D 為42.7mm ×3.5mm 。管料的最大
6、長度L =2400mm ,最大彎曲角度=180°,最大彎曲半徑R =200mm 。此外,為了便于管件彎曲時的夾持,還要求管件末端及每個彎頭之間有足的直線段L 。一般取L >(1.53D 。3.2管件三維尺寸數(shù)據(jù)輸入 摩托車車架管件一般由多段不共面的彎曲圓弧組成,也就是說,其管件一般是三維立體狀的。對這種較復(fù)雜的管件,如果采用一般的幾何計算,將會很繁雜。其計算方法常用立體幾何分析方法和矢量分析方法。而數(shù)控彎管機完全省卻了對管件的幾何計算,彎慣機利用X ,Y ,Z 三維坐標(biāo)來表示一根管件。這個方法就是,首先確定選取哪一點作為起點,然后把三維管件投影到X ,Y ,Z 軸,并確定方向,
7、求出這些點距原點的距離。這里所指的方向,也就是坐標(biāo)值的正負(fù)。如果方向弄反,它可能會彎出相反形狀的管件。舉實例說明。本文以摩托車某管件為例,左梁管有2個視圖,如圖4所示。(1確定X ,Y ,Z 坐標(biāo)軸方向。(2確定管子彎曲開始點。把此點作為第一點N01,然后按順序把其余彎曲點作為N02、N03(3除了管子兩端,其余彎曲點都是管子中心線段的交點。圖4摩托車某管件視圖(4確定第1點的坐標(biāo)值。通常把第1點作為原點,也可以把其它點作為原點。(5按順序確定其余各點坐標(biāo)值。N 1234560-48.4-180.7-416.2-416.2-416.2Z39.319.111.7-4.9114.9在本例中,把第1
8、點作為開始彎曲的點。相反,如果把第6點作為開始點,則數(shù)據(jù)如下:-180.7-48.40Z114.9-4.911.719.139.3數(shù)控彎管機的計算結(jié)果是根據(jù)管子的直線段交點得出的。所以,如果管子的某直線段不能與其它直線段相交,必須用特殊方法來定義管子。如圖5所示為180°彎的U 形件,其直線段AA '與BB '互相平行,無交點。在此情況下,把180°彎看作2個90°彎。作一直線CC ',把AA '和BB '同CC '的交點視為彎曲交點。從而得出X ,Y ,Z 坐標(biāo)。用此特殊處理方法,理論計算是可行的,并且能實際彎制出
9、該零件形狀。圖5180°彎的U 形件3.3立體彎曲管料長度立體彎管件的數(shù)個彎曲圓弧不在同一平面。立體彎管件在投影上不能表達(dá)出真實彎曲的大小。若要計算出管料的長度,必須知道管件的真實彎曲角度。這樣只能根據(jù)管件的投影圖,采用幾何作圖法28 新技術(shù)新工藝 數(shù)字設(shè)計與數(shù)字制造2007年第4期粉末注射技術(shù)在OSA 中的應(yīng)用程勝文(湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北孝感432000摘要:對粉末冶金注射成型工藝、光通信用器件進行了介紹,通過實際運用粉末注射成型的方法,成功制作了原來通過機加工方式生產(chǎn)的金屬零件,運用到光器件中,并比較了幾種工藝的特點。粉末冶金工藝能夠制作更復(fù)雜,傳統(tǒng)精密機加工難以做到的金屬零部
10、件,驗證了PI M 制作的金屬零件在光器件領(lǐng)域應(yīng)用的可行性,對于降低成本、提供更具競爭力優(yōu)勢的光器件開辟了新路徑。關(guān)鍵詞:粉末注射成形;光組件;精密機加工中圖分類號:TF125.7文獻標(biāo)識碼:A 金屬粉末注射成形(Po wder I n j e c tionM o lding 簡稱PI M 是一種新的金屬零部件制造技術(shù)。他是將聚合物注射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而生成的一種全新零部件加工技術(shù),該技術(shù)應(yīng)用塑料工業(yè)中注射成形的原理,將金屬、陶瓷粉末和聚合物黏結(jié)劑混 圖1P I M 工藝流程煉成均勻的具有黏塑性的流體,經(jīng)注射機注入模具成型再脫除黏結(jié)劑后燒結(jié)至致密化而制得各種零部件。PI M 作為一種制
11、造高質(zhì)量精密零件的近凈成形技術(shù),6具有常規(guī)粉末冶金和機加工方法無法比擬的優(yōu)勢。PI M 能制造許多具有復(fù)雜形狀特征的零件,通過PI M 制造的零件幾乎不需要再進行機加工,所以減少了材料的消耗,因此在所要求生產(chǎn)的復(fù)雜形狀零件數(shù)量高于一定值時,PI M 就會比機加工方法更為經(jīng)濟?;蛴嬎惴ㄇ蟮每臻g真夾角的大小。而利用數(shù)控彎管機求管件材料長度,只需將各彎曲點坐標(biāo)輸入數(shù)控彎管機,便可自動得出管件材料長度。由于材料軸向拉伸,實際材料長度要受到材質(zhì)、彎曲半徑、彎曲角度等因素的影響。所以,在實際生產(chǎn)中,必須通過試模修正后才能確定管料長度。此零件最后的下料長度為940mm 。3.4設(shè)置輸入彎曲數(shù)據(jù)數(shù)控彎管機除了
12、輸入X ,Y ,Z 坐標(biāo)數(shù)據(jù),還需要輸入其它重要的彎曲工作數(shù)據(jù)。1彎曲次數(shù)管件有多少彎,彎曲次數(shù)就為多少。上例中左梁管的的彎曲次數(shù)為4。2彎曲半徑數(shù)控彎管機允許一根管件有2種大小不等的彎曲半徑。上例中左梁管就是這樣:R5898mm 。此時,必須相應(yīng)輸入2個彎曲半徑。上部為小彎曲模塊,下部為大彎曲模塊。3彎曲方式數(shù)控彎管機有3種彎曲方式可供選擇。PT 操作常用的操作方式。夾頭夾住管子末端,移動到彎曲位置,進行彎曲。PB 操作采用有芯棒彎管時所選用的操作方式。操作與PT 操作相同。GB 操作用于細(xì)長管件。工作部分移制彎曲位置進行彎曲。夾頭松開后,后退至下一步送進位置。彎完一個彎后,接著彎另一個彎。3.5回彈補償值輸入數(shù)控彎管機輸入完管件的X ,Y ,Z 坐標(biāo)值后,程序數(shù)據(jù)F ,P ,B 自動生成。F -管子送進量;P -管子旋轉(zhuǎn)角度;B -管子彎曲角度。如果僅輸入基本的程序數(shù)據(jù)F ,P ,B ,由于存在彎曲回彈,以及管件材料拉伸等因素,有可能達(dá)不到圖紙要求,所以必須加上補償值。程序數(shù)據(jù)加上補償值就成為
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