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旋压成形的原理、分类、特点及应用
金属旋压是一种金属塑性成形工艺,该工艺能较容易的制作各种旋转对称的薄壁回转件和各种管件,因此也称为回转成型工艺。 【了解更多】
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管材的塑性弯曲成形是一个沿弯曲曲线逐渐变形的过程,因此管材弯曲经历了弹性、弹塑性和塑性三个不同的变形阶段。管件弯曲成形的常用方法有:旋转拉伸弯曲、压缩弯曲、芯轴弯曲和滚动弯曲。
管材的塑性弯曲成形是一个沿弯曲曲线逐渐变形的过程。管材在外力矩作用下弯曲,变形区外侧材料受到切向拉伸而伸长,内侧靠弯曲模部分材料受到切向压缩而缩短。随着弯曲力矩的逐渐增大,管材变形程度随之增加。
因此管材弯曲经历了弹性、弹塑性和塑性三个不同的变形阶段。
管材塑性弯曲成形阶段
● 弯曲初期,管材处于较小曲率状态,只产生弹性变形,应力沿截面成线性分布,应力与应变的关系遵循虎克定律,应力中性层和应变中性层相互重合并通过截面重心,沿管材管径以应力中性层为界,划分为拉伸变形区与压缩变形区,如上图(a)所示。
● 当管材弯曲变形程度超过材料的屈服极限后,管材外侧和内侧表面材料首先进入塑性变形,如图(b)所示。
● 随着变形程度的不断加大,塑性变形区越来越大并向中性层位置扩大,弹性区越来越小,如图(c)所示。此时应力中性层和几何中心轴不再重合,随着曲率的增大逐渐向曲率中心方向移动。
● 当外载荷增大到一定程度,管材内部各处的切向应力均大于屈服极限时,管材发生纯塑性变形,如图(d)所示。
数控弯管机
CNC弯管机原理图
CNC弯管机原理视频
1. 旋转拉伸弯曲
使用模具和在旋转动作中工作的各种部件的组合来弯曲管材。该动作将管材向前拉,在管道中形成所需的弯曲。旋转拉伸弯曲分为有芯轴弯曲和无芯轴弯曲。
2. 压缩弯曲
模具保持静止,反向模具使固定模具周围的材料弯曲。
3. 芯轴弯曲
在这个过程中,芯轴被放置在弯曲的管子内部,特别是薄壁材料,以防止在部件的弯曲处可能发生的缺陷,例如波纹,扁平或塌陷。
4. 滚动弯曲
当需要大半径弯曲或曲线时使用此方法,管材穿过一系列呈金字塔排列的三个辊子。
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金属旋压是一种金属塑性成形工艺,该工艺能较容易的制作各种旋转对称的薄壁回转件和各种管件,因此也称为回转成型工艺。 【了解更多】
极压添加剂是指在高温、高压的边界润滑状态下,能与金属表面形成高熔点化学反应膜,防止接触面在高负荷下发生熔结、卡咬或刮伤的添加剂。 它的作用是其分解产物与金属反应,生成剪切应力和熔点比纯金属低的化合物,从而防止接触表面咬合和焊接熔,来保护金属表面。
实现管材弯曲的方法有多种,最常用的是管材无芯弯曲,在此基础上,还有填充弯曲、加热弯曲、数控弯曲等各种特殊弯曲方式。 每种不同的弯曲方法都有独特的工艺和条件,同时也有解决某一弯曲质量问题的功效。
在高压流体输送和机械结构中的管件,绝大数为无缝金属管,这类管材的制造工艺主要有:热轧、冷轧、拉拔和挤压等。