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管材塑性弯曲成形的3个阶段、常用方法及设备

来源: 科美克 浏览:4570 发布日期:2018-08-01 21:32:15

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。

管材塑性弯曲成形的3个阶段

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塑性三个不同的变形阶段。


管材塑性弯曲成形阶段 

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。

弯管设备

数控弯管机

CNC弯管机原理图

CNC弯管机结构

CNC弯管机原理视频


管件弯曲成形的常用方法


管材弯曲成形常用方法

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。

 

旋转拉伸弯曲

 

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。


压缩弯曲

 

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。

芯轴弯曲

 

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。

滚动弯曲


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