管材內(nèi)高壓成形中的彎曲工藝

用于內(nèi)高壓成形的主要彎曲工藝有壓彎、滾彎和CNC彎曲（繞彎）。這三種彎曲工藝的應(yīng)用場(chǎng)合不一樣，對(duì)于彎曲半徑大、形狀簡(jiǎn)單的二維曲線常常采用壓彎和滾彎工藝。對(duì)于軸線形狀復(fù)雜的三維曲線，需要采用CNC彎曲工藝。

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圖1 壓彎

壓彎是最早應(yīng)用于彎曲加工的工藝方法，它是在液壓機(jī)上利用模具或胚具對(duì)管坯進(jìn)行的彎曲加工。壓彎方法既可彎制帶直段的管件，又可彎制彎頭。目前，由于壓彎工藝操作方便，生產(chǎn)效率較高，在生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用。

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圖2 滾彎

滾彎是用三個(gè)驅(qū)動(dòng)輥輪對(duì)管材進(jìn)行彎曲的加工方法。對(duì)于采用3個(gè)或4個(gè)基本驅(qū)動(dòng)輥輪對(duì)材料進(jìn)行滾壓彎曲，要改變彎曲的曲率半徑，只需通過(guò)改變輥輪之間的間隔。滾彎方法適用于軸線性狀簡(jiǎn)單、曲率半徑大的管件。通過(guò)壓彎和滾彎的管件，其圓形截面會(huì)變成橢圓形截面，在后續(xù)的內(nèi)高壓成形工序中，彎曲外側(cè)的管壁會(huì)是破裂發(fā)生的危險(xiǎn)位置。

CNC彎曲是一種先進(jìn)的繞彎工藝，它是先把管材軸線的形狀輸入到彎曲機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中，然后由數(shù)控程序控制彎曲機(jī)利用管材繞模具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)管材自動(dòng)彎曲的加工方法。CNC彎曲可以實(shí)現(xiàn)三維復(fù)雜軸線管彎曲，能連續(xù)進(jìn)行不同角度的彎曲，具有質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。

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圖3 CNC彎曲

CNC彎曲模具一般由彎曲模、夾持模、壓模以及防皺模和芯棒等組成，如圖3所示。彎曲機(jī)主要包括機(jī)床床身、液壓油箱、機(jī)床主軸、彎曲移動(dòng)平臺(tái)和控制系統(tǒng)，如圖4所示。彎曲模通過(guò)連接機(jī)構(gòu)和彎曲機(jī)的機(jī)床主軸連接在一起，管材彎曲時(shí)，管材的一端由夾持模夾緊在彎曲模上，在管材與彎曲模的相切點(diǎn)外側(cè)裝有支撐模，內(nèi)側(cè)裝有防皺模，管材內(nèi)塞有芯棒，彎曲模繞機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)，管材即繞彎曲模逐漸彎曲成形。通過(guò)彎曲機(jī)的夾持裝置夾持管材的后端，使管材軸向前進(jìn)或周向旋轉(zhuǎn)，達(dá)到軸向加力或空間角度的變化目的，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)三維空間彎曲。

圖4CNC彎曲機(jī)

CNC彎曲機(jī)一般采用液壓伺服控制，可實(shí)現(xiàn)空間彎曲，配合多層模具，還可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、多曲率半徑彎曲。CNC彎曲機(jī)的主要參數(shù)包括：最大彎曲半徑、最大壁厚、彎曲半徑、彎曲角度和彎曲速度等，其中最大彎曲半徑和最大壁厚決定了彎曲機(jī)的性能，彎曲速度和軸向送進(jìn)速度決定了生產(chǎn)效率。

——部分文段和圖片摘自：

[1]苑世劍. 現(xiàn)代液壓成形技術(shù)[M]. 國(guó)防工業(yè)出版社, 2009:73-75.

[2]張學(xué)軍,盧偉玲.管材彎曲工藝及常見(jiàn)缺陷預(yù)防[J].山西建筑,2007(07):143-144.

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