不锈钢弯管加工采用数控弯曲技术与传统弯管工艺技术比较

 浙江至德钢业有限公司车间内不锈钢弯管加工，目前是采用先进的数控弯曲技术，它是传统绕弯工艺结合机床工业与数控技术发展而来的一种先进管材塑性成形技术，以矢量理论为基础、自动化控制为手段，能够做到不锈钢弯管加工时精确快速地弯曲成形。自从美国伊顿·伦纳德((Eaton Leonard)公司于七十年代研制出首台数控绕弯设备后，该技术便得到快速发展，近年来己被航空发动机、航天器、飞机等公司广泛使用。在国外生产的某些航空发动机中，使用数控弯曲技术制造的导管比例己经占到外部管路总数的30%~40%。

 数控弯管机采用CNC技术对弯管加工坐标(送管坐标、转管坐标、弯管坐标)进行控制，同时具有回弹角度、回弹半径和延展补偿功能，使加工中转管、弯管精度达±0.05°，直线送进精度达到±0.01 mm，每小时的最大弯管数可达1500Bends/h，极大地提高了不锈钢弯管加工效率，保证了弯曲成形精度以及批量模式下产品的一致性。数控弯管机还具有弯曲模更换装置，可以自动连续地成形含有不同曲率半径的空间多弯段管件;配备自动上料和切断装置后，就能实现自动化与大规模生产。表反映了传统绕弯工艺与数控弯管技术之间的对比，图展示了数控弯管机的构成。

 图为不锈钢弯管在数控弯曲中的成形原理，其中夹紧模与弯曲模向管材施加的弯矩为弯曲成形的主动力。从图中可以看出，在弯曲过程中，管材曲率在弯曲模切点附近的截面A处发生改变，随着弯曲的进行，起始弯曲截面B远离切点，截面A. B之间的区域即为曲率变化的区域，称之为管材的变形区。

 不锈钢弯管加工时由弯曲的受力状态可知，切向应力、周向应力和厚向应力为三个主应力，其中切向应力是弯矩在变形区截面上作用的直观体现，为绝对值最大的主应力，同理切向应变也是绝对值最大的主应变。当管材弯曲变形程度较小时，变形区处于弹性弯曲阶段，受力分析时可看作是切向上的.单向应力应变状态，应力、应变沿截面均呈线性分布，中性层重合且经过截面几何中心。随着变形程度增大，变形区进入弹塑性弯曲阶段，应力、应变中性层将不再重合，且向曲率中心方向偏移，如图所示。此时厚向应变将不能忽略，不锈钢弯管外侧受切向拉应力和厚向压应变发生伸长、减薄，管材内侧受切向压应力和厚向拉应变发生缩短、增厚。当变形程度继续增大时，周向应变由于.单元的协调性也将增大到不可忽略，管材处于三向应力应变状态。

  不锈钢弯管的弯曲变形程度一方面由弯矩大小和材料特性所决定，另外也与弯管的相对壁厚t/D和相对弯曲半径r/D密切相关。t/D和r/D越小，不锈钢弯管塑性变形时材料就越难均匀地流动，外侧减薄和内侧增厚都将加重，甚至超出成形极限导致成形失效，难以保证成形质量。不锈钢弯管塑性弯曲成形常见的质量缺陷如图所示。