不锈钢是制造业最常用的材料之一。因此,弯曲不锈钢管是一种常见的成型工艺,用于生产各种用途的金属部件。工程师和设计师将其视为系统管道和管材的关键工序。然而,我们需要掌握正确的 金属弯曲工艺.
一些高端不锈钢材料的使用日益增多,使其加工变得复杂。因此,了解如何弯曲钢管至关重要。本文将介绍最高效的钢管弯曲方法。此外,我们还将帮助您最大限度地利用这一工艺。
目录
不锈钢管弯曲的基础知识和挑战
使用钢材进行定制原型制作可能颇具挑战性。这是因为钢材是一种非常坚硬的金属材料。然而,钢材也是一种延展性极佳的材料。它可以通过不同的工艺轻松塑造成各种形状。金属弯曲工艺是一种将钢管加工成各种实用形状的工艺。
虽然可以将不锈钢弯曲成各种形状,但这种技术可能需要使用专用工具施加很大的直接压力。当涉及到弯曲不锈钢材料时,重点在于弯曲的更高难度。这种难度通常取决于管道的厚度。
厚壁管通常需要更大的弯曲压力。此外,某些管材的尺寸和形状可能需要使用专门的弯曲设备。此外,弯曲不锈钢管时回弹风险也是一个相当大的问题。
如何弯曲不锈钢管
不锈钢管加工起来比较困难。不过,有些方法可以简化加工流程。本节介绍如何以最高效的方式弯曲不锈钢管。
芯轴弯管
旋转拉管弯管机通常用于金属管的芯轴弯管。芯轴是一种用于在弯管过程中保持管子形状的工具。芯轴可能包含额外的球形钢,以确保其在弯管过程中保持在弯曲段内。
芯轴管弯曲的设置包括:
压模:压模夹住钢管的切向或直线部分。
夹紧模具:夹紧模具使钢管绕弯曲模具旋转。
心轴:心轴支撑弯曲处的钢管内部,可能包括一些铰接球。
刮刀模具:刮刀模具在内半径切点之前与管子接触。刮刀模具刮擦工件,以防止内半径产生皱纹。
芯轴弯管工艺在不锈钢管弯管工艺中占主导地位,尤其适用于需要较小半径的场合。在决定如何弯曲不锈钢管时,应使用芯轴弯管工艺。这种方法能够更好地控制椭圆度和管壁减薄。
在内径 (ID) 处使用心轴有助于在弯曲过程中支撑材料流动。同样,压缩模具支撑外径 (OD)。这些组件协同工作,确保在金属弯曲操作过程中管材的外径 (OD) 和内径 (ID) 保持一致。心轴弯管有助于防止最常见的弯曲问题,尤其是回弹。此外,它还可以防止起皱、压扁和扭结。
三辊滚筒
滚弯或角弯是加工较大工件的理想方法。它通常由三个呈金字塔形排列的滚轴组成。此外,根据横截面尺寸,可以采用垂直或水平铣削方向。滚轴可以移动,形成较大的、确定的半径。
机器决定哪些滚轮移动到哪一侧。管道的半径由中心滚轮的位置决定。有些机器配有顶部滚轮,可上下移动以获得正确的角度。有些机器的底部两个滚轮移动,而顶部滚轮保持静止。
制造商通常使用滚弯技术来制作螺旋管。操作员可以在每次旋转后抬起管子,从而形成连续的线圈。在这种情况下,工件应具有较大的半径,间隔一个直径。但是,如果线圈间距较大,则需要额外的滚轮。该滚轮有助于在线圈成型过程中将管子向外引导。
旋转拉弯
这种方法类似于芯轴弯管工艺,但没有芯轴。它提高了管材组件的精度,并允许进行复杂的混合操作而不会变形。这种金属弯管工艺通常使用夹具来支撑机器。
夹具将管材拉成与其半径相等的形状。采用这种技术,拉弯可以将管材弯曲成锐角形状。此外,还能保持卓越的精度和一致性。
旋转拉弯是制造商用于生产结构框架和机械管状零件的常用工艺。例如防滚架、自行车把手和扶手。
压缩弯曲
压缩弯曲是弯曲不锈钢管的有效方法。该方法使用压缩模具将材料围绕固定的弯曲模具弯曲。系统首先将管夹在后切点后方。然后,压缩模具将工件“压缩”到弯曲模具上。
压缩弯曲最适合用于对称工件。这些管材两侧的弯曲形状相似。这些管材可以使用配备两个弯曲头的机器,在一次设置中完成弯曲。因此,当曲线的圆度并非最重要的因素时,您可以选择使用此方法。
当希望提高产量并降低成本时,压缩弯曲有利于提高速度和经济性。但是,我们不建议将这种方法用于中心线半径 (CLR) 小于弯曲直径两倍的管材。也就是说,1 英寸的弯曲需要至少 2 英寸的中心线才能获得良好的弯曲质量。
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弯曲不锈钢管的注意事项
在决定如何弯曲钢管时,必须考虑许多结构问题和方面。其中最重要的几点如下:
弯曲半径
钢管弯曲通常需要较小的半径。在大多数情况下,弯管外壁变薄会导致弯管变形。使用芯轴作为支撑可以避免这种情况。这表明,芯轴弯曲工艺是这种特殊情况下最可靠的选择。
有时,较小的半径会导致钢材超过其弹性极限。这通常会导致诸如折痕和隆起之类的变形。在这种情况下,三辊卷弯或旋转拉弯是首选方案。
此外,较小的弯曲半径通常需要更精确的施力。根据管道的内径和厚度,可以实现180度弯曲。然而,为了保持结构完整性和内部形状,可能需要更大的“U”形。
屈服强度
屈服强度是弯曲不锈钢管时需要考虑的另一个重要因素。屈服强度是钢材的特性之一,它会增加回弹的可能性。屈服强度较高的材料具有较高的弹性应变比。与屈服强度较低的材料相比,这类材料的回弹也更大。
因此,在弯曲钢材之前,必须先计算其屈服强度。每次弯曲都会产生相应的应变。因此,应根据预期的准确应变量来检查屈服强度。
材料厚度
材料厚度变化是弯曲不锈钢管时的一个重要问题。当制造商努力实现精确的弯曲公差时,厚度变化会产生相当大的影响。通常,人们会以平均值来讨论各种不锈钢的厚度。然而,实际材料厚度实际上在一个特定的范围内。
因此,即使厚度变化很小,也会对弯曲角度产生巨大影响。这会对性能产生重大影响,尤其是在需要严格公差的情况下。在定制管材生产过程中,需要注意的是,某些材料可能比其他材料需要更大的弯曲力。较厚的不锈钢比较薄的不锈钢需要更大的弯曲力。
在指定半径内弯曲较厚的材料比弯曲较薄的材料产生的应变更大。管壁越厚,其承受的压力就越大。同样,管壁越薄,弯曲时越容易坍塌。
因此,建议正确设置折弯功率,以避免不一致和材料变形。这意味着您必须选择正确的工艺并正确配置机器。
焊接钢管和无缝钢管
无缝钢管和焊接钢管均可弯曲。然而,当所需半径较小时,无缝钢管的弯曲性能更佳。而焊接管的管壁较薄,因此更适合大口径应用。焊接管的接缝可能会影响弯曲的一致性。这是因为管道上会产生应力集中点。
由于应力集中,焊接管的工作压力低于无缝管。此外,我们还必须考虑焊缝成形误差的可能性。这会导致管子无法精确地圆整,从而影响焊接钢管的正常弯曲。
不锈钢管弯曲半径
钢管的弯曲半径是从其中心线测量的半径。不同弯管机的弯曲半径工具通常有所不同。然而,最常用的弯管机遵循精确的经验法则。
弯曲角度 | 1/8 (9/16) | 1/4 (9/16) | 3/4 (3/4) | 5/16 (15/16) | 3/8 (15/16) | 1/2 (1 1/2) |
---|---|---|---|---|---|---|
30° | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1/16 |
45° | 1/16 | 1/16 | 1/16 | 1/16 | 1/16 | 1/16 |
50° | 1/16 | 1/16 | 1/16 | 1/16 | 1/16 | 1/8 |
55° | 1/16 | 1/16 | 1/16 | 1/8 | 1/8 | 1/8 |
60° | 1/16 | 1/8 | 1/16 | 1/8 | 1/8 | 3/16 |
65° | 1/8 | 1/8 | 1/8 | 3/16 | 1/8 | 1/4 |
70° | 1/8 | 1/8 | 1/8 | 3/16 | 3/16 | 5/16 |
75° | 1/8 | 3/16 | 3/16 | 1/4 | 1/4 | 3/8 |
80° | 3/16 | 3/16 | 3/16 | 5/16 | 5/16 | 7/16 |
85° | 1/4 | 1/4 | 1/4 | 3/8 | 3/8 | 9/16 |
90° | 1/4 | 5/16 | 5/16 | 7/16 | 7/16 | 11/16 |
标准拉伸弯曲半径为2 x D
这表明,直径为 20 毫米的管子需要 40 毫米的弯曲半径。较小的弯曲半径(½ x D)也是可以考虑的。然而,小于 2 x D 的弯曲半径通常成本更高。
最小弯曲半径为 7 x D
材料特性和壁厚会影响最小弯曲半径。因此,从技术角度而言,遵守 7 x D 标准是安全的。此外,建议提供更大的弯曲半径公差。
不锈钢管的应用
不锈钢管因其易于组装而被广泛应用于各种领域。它还能承受高温高压等恶劣环境。这也是不锈钢在某些领域具有高价值的特质之一。
例如,在汽车行业,数控机床可以使用不锈钢管生产高质量的消声器。这是因为它们能够承受通过的高压。
此外,不锈钢还用于医疗设备、太阳能电池板框架、工业机械和电线。钢管可以制成各种形状和厚度,使其用途更加广泛。
不锈钢管用于各种家用电器、供暖、供水和管道系统。这种用途广泛的材料几乎可以应用于所有行业,包括航空航天、汽车、科技、电气、建筑、食品饮料等等。
概括
如前所述,钢管适用于各种行业和应用。此外,先进机器和现代方法的出现提高了钢管弯曲的精度。因此,选择合适的材料、技术和设备将提高您获得理想弯曲钢管的机会。
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常见问题
弯曲不锈钢管有多难?
由于材料硬度较高,弯曲钢管可能相当困难。然而,选择合适的制造商,并熟悉相关流程和工具,可以使整个过程更加顺利。
芯轴钢管弯曲比滚弯更好吗?
使用哪种方法取决于您的弯曲要求。芯轴弯曲适用于较小半径的弯曲操作,以防止压扁、起皱和扭结。另一方面,滚压弯曲最适合半径较大的细管。
不锈钢管的应用领域有哪些?
许多公司将不锈钢管用于各种用途。它们被广泛应用于家用电器、汽车和飞机部件、电子产品、管道系统、医疗设备等等。