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【doc】小弯曲半径管件的弯制

2017-10-15 7页 doc 21KB 17阅读

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【doc】小弯曲半径管件的弯制【doc】小弯曲半径管件的弯制 小弯曲半径管件的弯制 30一 1 壁半,专串,专?移,锨. 锻压机械5/96 小弯曲半径管件的弯制 310004杭州饵炉厂柴金;I6?f 1概述 余热锅炉中的省煤器,水砖壁等受热面的管子 通常采用外径为38~42,51,~60的无缝钢管,材 料一般为20钢,有时也采用15CrMo,12CrlMoV 低合金钢. ,余热锅炉中一般管件的弯曲半径均超过 目前 管子外径n的1.5倍,但在水冷壁等热交换装置 中,为使其结构更加紧凑,体积更小,受热面管子的 弯曲半径已小到(0.6,1....
【doc】小弯曲半径管件的弯制
【doc】小弯曲半径管件的弯制 小弯曲半径管件的弯制 30一 1 壁半,专串,专?移,锨. 锻压机械5/96 小弯曲半径管件的弯制 310004杭州饵炉厂柴金;I6?f 1概述 余热锅炉中的省煤器,水砖壁等受热面的管子 通常采用外径为38~42,51,~60的无缝钢管,材 料一般为20钢,有时也采用15CrMo,12CrlMoV 低合金钢. ,余热锅炉中一般管件的弯曲半径均超过 目前 管子外径n的1.5倍,但在水冷壁等热交换装置 中,为使其结构更加紧凑,体积更小,受热面管子的 弯曲半径已小到(0.6,1.5)n,有时甚至在0.6, 以下.找广生产的宝钢LT转炉固定烟罩中就出现 收稿日期:199B—O7一O1 了38×5,R23.5的弯头,在40万吨硫酸余热锅炉 中,有很多38×5,g2o的弯头.杭州锅炉广为提高 制造小R弯头的能力,分别从国内赡进了c型弯管 机和小R挤压机,并针对产品的需求,进行了一系 捌工艺性试验. 2国内外小R弯头的制造近况 从60年代起,国外就采用锻焊结构和热推法生 产小R弯头.由于锻焊弯头弯曲段有焊缝,运行不 可靠,而且制造困难,所以这种方法现已淘汰.热推 法制造的弯头壁厚比较均匀,椭圆度小,因而深受用 户的欢迎.但是,用这种方法只能得到不带直段的小 3设备有关参数的计算 3.1设备型号 设备选择YA61—400型金属挤压液压机,公称 力为4000kN,下顶缸顶出压力为630kN. 3.2参数计算 为防止在挤压过程中金属液从分型面处飞溅, 需对锁模力进行计算. P-?(P匣+P磕)一1.2(1760+1436.22) :3835.46(kN) 式中P一一挤压时的反压力,P一三F:11× 160=1760(kN) P——作用于滑块楔紧面上的法向反压力, P击一户三Ftg一11×280×tg25.一 1436.22(kN) 一 安全系数,一般取一1.0,1.3 三F——制件分型面上的总投影面积三F一 160(cm) 三F——滑块成形端面的总投影面积,三 一280(cm1 n——楔紧块的楔紧角,n一25. 一 挤压比压,P—P挤×10/0.785D2,一般 取P一105,117(MPa) P*——下顶缸的挤压力(kN),可通过下缸 压力的读数经计算后得到,并可以 调节 D——熔杯的内径,D一7(cm) 在保证锁模力足够大的前提下,通过调节下顶 缸的压力阀来改变挤压力的大小,同时也控制了挤 压比压. I模具材料的选择和处理 壳体挤压模的成形部位,均采用热作模具钢 4crMoVlsi,坯料经锻打,退火后机械加工成形,淬 火后两次回火,HRC44~48,表面修光.形状复杂的 件采用调质处理,HRC28~32,然后再机械加工成 形.试模合格后,一起软氮化处理,HRC?60. 目前,该液态挤压模具已挤压出1000余件产 品t仍在正常使用.使用到8000件左右时,再将 型腔中各相关件作二次软氮化处理,以提高模具的 使用寿命. 参考文献 1机械工程手册精辑委员会.机械工程手册北京:机械工业出版 杜,1988,12 2压肆模手册精写组.压肆模设计手册.北京,机械工业出版 社.1985. 3摸具制造手册编写组.模具制造手册_北京:机械工业出版社. 1985. 4蒋昌生?掉员盘,张新.模具材料及使用寿命.南昌江西^民出 版社,1982. 5青岛市机械系统外语翻译罔译.摸具材料一热处理一使用寿命. 青岛市机械工业局科技情报站.1985. 6第一汽车捌逢厂设备修造分厂精写组.材料手册.北京,机械工业 出敝社.1984--o4 7诗造有色台盒及其熔蠊箱写组.肆遗有色台盒及其熔炼.北京,国 防工业出敝社,198m 小弯曲半径管件的弯制——柴会平 R弯头,在锅炉制造中.使用这种弯头将增加管件的 拼接焊缝.而且牛角芯棒的制造较困难.因此,在锅 炉行业使用这种方法制造小R弯头并不多. 经过几十年的发展,国外已经生产出用直管直 接弯制小R管件的设备.这种弯管机可以制造相对 弯曲半径为1.o,1.5,弯曲角度在180~范围内的任 意角度的小R弯头.图1为其顶弯法示意图.其工 圈1硬写{盏不震图 1.模盘2.防皱块3.璜推装置 4.压槽5.夹块 艺原理是使受弯的管子弯曲部位同时受轴向压紧 力,对管子施以轴向压紧力可以使管子的中心变形 与应力移向管子外侧,从而降低管子外侧的拉应力, 以减少管子外侧壁厚的减薄量.美国,瑞典,德国,日 本等国制造的顶弯机比较先进,其中尤以美国制造 的顶弯机更具有代表性. 美国WALLACECOAST机械公司制造的 1000AS数控顶弯机,适合弯制Dt~63mm的管子. 在保证一定壁厚的前提下,可以将管子弯曲到 1.0D.它采用了刚度比连杆更好的c型框架结构 和剖分式弯管模,该结构既可以使180.弯头脱模方 便,又可减少弯管工具的磨损.它的下半模安装在底 座芯轴上,上半模装在上部芯轴上.上部芯轴可在垂 直方向移动.开启和闭合弯管模.我厂的c型弯管 机结构与其非常相似,只不过1000AS弯管机采用 了比较先进的数控装置和一个单独的液压动力系 统.实践证明.利用这种设备弯制弯曲半径为 1.o,壁厚为lo外径的弯管.弯头外侧壁厚减薄 率不大于10,椭圆度不大于8. 国内由于技术水平等原因,还无法生产出如此 先进的顶弯设备.在锅炉行业中这种顶弯机仍依赣 进口.但由于其价格昂贵.使用的企业并不多.国内 比较多的是利用C型弯管机和小R挤压机配套生 产小R弯头.一般相对弯曲半径为0.6,1.5. 338×5,R20弯头的制造工艺 3.1工艺原理 先将待挤压的管件放在C型弯管机上用火焰 加热法预弯成180.的大弯头.再将大弯头放在中频 加热炉上加热,在挤压机上挤压成形并整形. 管子冷弯时,随着曲率半径的增加,管子外侧纤 维的伸长率将显着增加.此时,应力中性层移向管子 内侧的压应力区.为此,必须通过对管子内侧的局部 加热,使应力中性层向外侧值移.从而达到降低弯头 外侧壁厚减薄率之目的. 预弯成大R的180.弯头在挤压过程中的受力 情况如图2所示.弯头不仅受到挤压力矩M的作 用,而且还受到一个水平方向挤压力P的作用.在 挤压过程中,由于弯头已被加热到900"(2左右,此时 冷作硬化现象消失.在挤压力矩M的作用下,弯头 截面的应力分布如图3a所示,弯头外侧受拉,内侧 受压.在挤压力P的切向分力只的作用下.弯头截 面内外侧均受压应力,如图3b所示.两者叠加后,弯 头外侧受到的拉应力和压应力由于方向相反而基本 抵消,内侧由于都受到压应力,因而压应力增大,如 图3c所示.因此.在挤压过程中,弯头外侧的壁厚应 没有什么变化,面内侧壁厚将明显增加. 圈2挤压时弯头受力情况 冒_圈3研压时压力变化情况 3.2设备及模具情况 我厂购进的c型弯管机适合弯制的管子直径 为如5~~76mm,弯管半径为40~203mm.按照设备 的技术参数,采用热弯时相对弯曲半径可以达到 1.5,2左右.与其配套的C型弯管模为剖分式结 构,以利于管件的取出. 小R挤压机的加工管径为犯5~~76mm,最大 挤压力达到670kN.小R挤压机由挤压缸,左,右压 紧缸,背模压紧缸.背模推进缸,整形缸和左,右弓形 工作台等部分组成.特殊的工作原理决定了挤压模 结构的特殊性.它由左上模,左下模,右上模,右下 模,背上模和背下模等六块模体组成.每块模体分别 用螺钉固定在各自的工作台上(图4).挤压时.先由 锻压机械s/gB 左,右模油缸和背模油缸带动上模压紧管件,再通过 挤压缸带动左,右工作台向中间移动,从而完成挤压 工序. 3.3438×5,R20弯头挤压的工艺过程 (1)划线,将管子内侧在火焰上加热,在c型弯 管机上将438×5的管子预弯成R45的180.弯头. (2)将R45弯头放在中频加热炉上加热,温度 达850,1050?. (3)将热弯头放入挤压模,弯头大部分顶住背 模.左右压紧缸,背模压紧缸压紧管件. (4)挤压缸挤压至R20. 囝4矫压楱安装示意图 1.背上模z.右上模3.右下模 4.左上模5.背下模6.左下模 (5)左右压紧缸,背模压紧缸放松,挤压缸退回. (6)取出已经基本成形的小R弯头放入整形模 中整形. (7)整形完毕,取出438×5,R20弯头. l试验结果 按照锅炉行业中小直径弯管的制造技术条件 JB/T6509--92的规定,对于R小于13D的弯管, 其壁厚减薄率应不大于25,通球直径应不小于 0.75DI(D为管子内径). 用上述挤压法得到的438×5,R20弯头,外观 成形比较好.经测量,其外{勇I壁厚最薄为462ram, 减薄率为7.6,椭圆度为8.7,最大椭圆度发生 在起弯点处,截面最小直径34ram,测得其通球直径 为0.76,完全符合JB/T65O9—92的规定. 我们也对预弯后的438×5,R45弯头进行了测 量.测得其壁厚减薄率为9.O,椭圆度为4.5.比 较挤压前后弯头外侧的壁厚,发现挤压过程中弯头 外{勇I壁厚并没有减少,相反还略有增加.此外,我们 还做了另一个试验:将管子在c型弯管机上预弯至 R60,然后挤压成R20,发现弯头成形质量不好,两 侧发生突变,根本无法整形. 通过以上分析可知,挤压后弯头的成形质量与 预弯半径的选择有很大关系.对于相对弯曲半径特 别小的弯头挤压(一般R/Dl一0.6),如果选择的预 弯半径太大,挤压时弯头将无法成形I如果选择的预 弯半径太小,此时由于受c型弯管机弯管能力的限 制,预弯的质量不能保证.根据我们的实践经验,利 用c型弯管机和小R挤压机生产相对弯曲半径为 0.53,1.5的小R弯头,在保证管子壁厚大于1O 外径的前提下,预弯半径和挤压后弯头半径的比值 必须控制在1.5,2.5之间. 异形长锻件精密成形生产线 通过鉴定 一 条整体精密辊锻一模锻成形半自动轻型汽车 前轴生产线最近在重庆地区建成.经过两年的实际 生产,已通过机械工业部组织的专家鉴定. 该生产线可生产单件重35,90kg,长1200, 2000mm的异形长锻件,班产180件,成品率为 98.按两班制计算,可年产汽车前轴锻件1O万件 阻上. 生产线的组成:750kW中额感应设备(加热)一 辊锻机器人(央持坯料)--,/,680自动辊锻机(精锻制 坯)一25O00kN摩擦压力机(精锻)--12500kN机械 压力机(切边)一1OOOOkN摩擦压力机(糟整).该工 艺及其采用的设备与传统的1O,16t模锻锤或 80000~125000kN热模锻压机模锻戚形比较如下: ?用大型模锻锤的劳动条件差,锻件精度低,发 品率高.材科利用率低.模具寿命短. ?用大型热模锻压机投资大(约需1亿元以 上).而用精辊一模锻工艺及2500kN摩擦压力机成 形仅是热模锻压机生产线投资的1/1O,1/15,其自 动化程度,生产率和成品率相当. 本刊通讯置陈小斌
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