弯管模具标准化手册.doc

弯管模具设计标准

第一册

前 言
随着公司的不断发展，之前的模具设计思路和方式需要进行整改，纠正模具设计师的随意行为，为此我们需要建立一套适合我司的模具标准化指导文件，其主要好处是①减轻设计的工作量，有利于提高设计质量并缩短模具开发周期；②减少模具各零部件的规格，提高互换性，便于设计与制造、从而降低成本；③规范模具设计师的随意性，有统一性、规范性。针对我司的产品种类和特征，本标准第一册《弯管模》

由于时间和水平原因，本标准难免存在一些问题，欢迎大家及时指正。

编 者

二0一五年七月

弯管模具设计标准 弯管模具 目录
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弯管模
序 号
目 录
页次

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4——1

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前言

弯管原理介绍

1.弯管弯曲原理分析

2.常见的弯管缺陷

模具结构图

模具零件图

1 轮模图

2 夹模图

3 导模图

4 防皱模图

5 芯棒图

总结

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前 言
金属管材的弯管在现代工业领域中应用十分广泛，主要用于汽车、机械、环保、化工等行业。我公司从事汽车零部件的制造行业多年，主要研究发动机上的进回油管、高压油管、进出水管、波纹管的弯管成型。主要材质为不锈钢304焊管及无缝管。

弯管原理介绍
（一） 弯管弯曲成型原理分析
管材在外力矩作用下弯曲时，弯曲变形区的外侧材料受到切向拉伸而伸长、内侧材料受到切向压缩而缩短。由于切向应力和应变δ沿管材断面的分布是连续的，故当弯曲过程结束，由拉伸区过渡到压缩区，在其交界处一定存在着一层纤
维，该层纤维的应变δ=0。此纤维层称为应变中性层，它在断面中的位置可用曲率半径R表示。管坯在弹性弯曲阶段，应力沿断面呈线性分布，应力与应变间的关系遵守虎克定律，故应力中性层和应变中性层互相重合并通过端面形心。随着弯曲过程的进行，当变形程度超过材料的屈服极限后，变形性质由弹性变为塑性，故在弯曲过程中应力中性层和应变中性层不仅不相互重合，也不通过断面形心，而是随曲率的增大逐渐向曲率中心方向移动，并且应力中性层的移动量大于应变中性层的移动量。由金属塑性成形原理可知，任一变形过程，其变形区的应力应变状态都与变形条件有关。由金属塑性成形原理可知，任一变形过程，其变形区的应力应变状态都与变形条件有关

（二）常见弯管的缺陷
　　由于管材是空心薄壁结构的断面形状，弯曲时易引起以下几种缺陷：
1．管材弯曲外侧易过度变薄，甚至导致开裂；
2．管材弯曲内侧易发生失稳起皱；
3．管材截面易产生畸变（近似椭圆形）。

（三）常用的解决方法及措施
1．对于圆弧外侧变扁严重的管件，必须使用芯棒和防皱板，用芯棒支撑管件。
　　2．小半径弯管时圆弧外侧减薄是弯曲工艺的特性决定的，是不可避免的，但应采取措施克服减薄量过大的情况，常见的有效方法是使用侧面带有助推装置和尾部带有顶推装置的弯管机。工作时助推或顶推机构推动管子向前，抵消管子弯制时的部分阻力，改善管子剖面上的应力分布状态，使中性层外移，从而达到减少圆弧外侧减薄量的目的。助推和顶推速度根据弯管实际情况确定，使其和弯管速度相匹配。
3．对于圆弧内侧起皱，应根据起皱位置采取对应措施，是增加防皱板，使管子内侧和模具相贴合，内部有芯棒支撑，外面有防皱板保护

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模具结构图
第1页，6页
主视图

模具结构图

一套完整的弯管模具结构包括轮模、夹模、导模、芯棒
防皱板组成。
动作原理：芯棒进芯，夹模夹紧管材随轮模一起转动，导模
压紧管材随着管材的弯曲而跟随，而防皱板固定不动，当弯管角度达到设定角度后，芯棒退出，夹模导模松开，复位
完成整个动作。

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轮模图
第2页
平面图

轮模标准化
轮模是整个弯管模具设计的核心，设计时一般从轮模设计开始，在设计前，必须确定产品管材外径￠、壁厚T、弯曲半径R。
上图为底座的尺寸，所有尺寸按上图设计，其它尺寸根据产品图纸外径￠、壁厚T、弯曲半径R三要素设计

备注：复杂的零件，模具层数，模具形状会有所区别。

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夹模图
第3页
平面图

夹模标准化
夹模设计的主要尺寸为长度尺寸，它主要取决于产品两个弯曲之间的直线长度，夹模长的尺寸过小，不能夹紧管材，弯管时容易打滑，弯曲容易变形，不满足产品要求，尺寸过长，容易将前一个弯压扁，因此应选择合适的长度，按产品最短直线段设计
夹模V形槽尺寸按图纸设计统一：其它尺寸R槽，按零件图纸设计，部分让位槽，根据实际零件进行设计

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导模图
第4页
平面图

导模标准化
在弯管过程中，导模主要是压紧管子，并辅助推动管子弯管，导模的长度是按管子展开的弧长和实际制作
时计算出来的。导模过长，就对管子最后一截要求较长，导模太短，管子会无法完成型。
导模V形槽尺寸按上图设计统一，其它尺寸根据产品零件图纸设计

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防皱板图
第5页
平面图

防皱板标准化
防皱板主要用在薄壁（T≦1MM）,管径（￠≧10MM）的管材上，主要防止管子弯曲处起皱。防皱板一方面起着对管子支撑作用，另一方面围绕轮模相对滑动。
因此，防皱板需根据轮模半径设计
防皱板尺寸按图纸设计统一：其它尺寸按图纸零件设计

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芯棒图
第6页
平面图

芯棒标准化
1、芯棒尺寸按图纸设计统一：除以下尺寸外
A：根据原材料内径设计，一般比内径偏小0.5～0.8
B：根据原材料内径设计，一般比内径偏小0.2～0.5

总 结

采用此种设计方法可使模具设计与制造周期大大缩短，不但提高了设计效率，图样差错少，并且给制造维修带来方便性。
在实际中，模具上一些让位槽根据产品实际试模后，
加以修正。