1、雙層成形彎管模設計楊海榮（常州鐵道高等職業技術學校機械工程系 江蘇 常州 213011） 摘 要：設計一種雙層成形彎管模，彎管模開有成形型腔，解決了管子連續短直線段的彎曲；對彎管模設計做了詳細介紹，彎曲的管子走向符合要求，彎角處飽滿無褶皺。關鍵詞：水管；成形彎管模；成形彎一、引言如圖1所示零件，是一種發動機水管，材料：10#無縫鋼管，規格：ø28 mm×1.0 mm。管子有5個彎，彎角半徑R=45mm，R/D=1.6，屬于小半徑彎曲。管子頭尾兩端有成形，距折彎處較近。管子第三和第四個直線段的長度分別為24.5mm和28mm，屬于連續短直線段彎曲，需要設計成形彎管模。對于上述

2、管子的結構特點，在彎管時有較大難度。首先小半徑彎曲在彎曲時容易產生起皺、失圓、拉裂等缺陷，選擇合適的芯棒很關鍵；其次管子頭尾成形部分距離折彎處很近，容易造成管子與防皺板發生干涉，在設計彎管模時應注意；再有就是連續短直線段彎曲，短直線段彎曲需要設計成形模，兩個連續的短直線段一般需要兩層成形模，再加上一層直線模，就需要設計三層彎管模，而設備要選用三層自動彎管機。由于三層自動彎管機一般不常用，公司沒有此類型的設備，只有兩層的，因此設計一套兩層彎管復合模是很有必要的。管子坐標值見表1。 表1 管子坐標值序號XYZ半徑1262.0259.828.82262.8170.820.9453262.8100.8

3、20.9454251.731.679.3455177.214.830.345669.714.823.64570.00.00.0 圖1 管子二、 成形彎管模設計設計的兩層彎管模難點在于如果將兩個成形彎合并到一層，如果是簡單的合并會帶來很多問題，比如管子無法向前進給，輪模無法復位等，這就需要充分考慮管子的彎曲動作，在輪模上開設適當的型槽來解決。在設計中利用PRO/E模擬管子彎曲狀態來設計型腔，同時考慮彎管干涉等問題設計了整套模具。設計彎管模首先要了解彎管機的步進情況和彎管開口等具體參數。彎管機的步進指的是彎曲機在彎曲一個彎時的具體步驟。兩層彎管機的步進情況如下：管夾夾緊管子夾模前進夾持導模前進夾持

4、夾模、輪模、導模轉動彎曲夾模后退導模后退夾模、輪模、導模轉動回位管夾送料前進、旋轉管夾后退旋轉下一個彎曲過程。在了解了彎管機步進情況后我們來設計雙層彎管模。其總成圖見圖2。 圖2 彎管模總成圖1.下夾模 2.下導模 3.成形夾模 4.上導模 5.成形輪模 6.上防皺板 7.萬向球頭芯棒8.下防皺板 9.下輪模 帶成形型腔的成形彎管模完成的是管子第三和第四彎的彎曲，在彎曲時管子能夠夾緊是很重要的。經實踐證明，夾緊長度至少為1.5倍管徑才能不發生滑膜現象，顯然第三和第四彎的直線段長度24.5mm和28mm不足以夾緊管子，因此要在輪模和夾模上開設型腔。先在輪模上開，在開設時利用PRO/E按照管子第三

5、彎的彎角和轉角向下開槽，按照管子第四彎的彎角和轉角向上開槽，開槽后進行修整，去除拔模倒鉤部分，修整后倒圓。開好彎曲夾緊槽后再在兩槽中間開半圓直通槽，以滿足管子進給和回復的讓位。最后還要考慮夾模、輪模、導模轉動回位時與管子的干涉情況，因此在輪模前端還要去除一定的材料，以便于模具回位。在設計時可能會發現模具在回位時仍有一定的干涉，但干涉不大，這個沒關系，因為在實際彎曲時管子會向中間讓一定距離，可避免這樣的干涉。型腔的尺寸要設計的小一些，這里為R13.8。夾模的型腔為輪模的另一半，參照輪模即可開設，但中間不必開設半圓直通槽。由于管子在第四彎時送料的距離略大于模具開口。在夾模上面還要去除一塊，以防止干

6、涉。第三、四彎的成形輪模和夾模見圖3和圖4。 圖3 成形輪模 圖4 成形夾模三、其他部分的設計1、第一層輪模和夾模的設計。這部分比較簡單，主要考慮夾模的長度不能超過其余線段的最小長度，并在半圓槽內開設防滑槽。2、導模的設計。導模的關鍵參數是導模長度，導模的長度首先要比要彎曲的圓弧最大弧長長約2倍管徑，同時不能超過倒數第一個圓弧及倒數兩個直線段的長度除去管夾夾持部分之和。同時要在適當位置開設管子尾部凸肩讓位槽。3、防皺板的設計。防皺板的長度尺寸也是個關鍵尺寸。其長度不能超過倒數第一個直線段去除管夾夾持部分的長度。上述零部件圖形參見圖2。4、芯棒的設計。由于管子屬于小半徑彎曲，因此容易起皺、失圓和

7、拉裂。在這里選用萬向球頭芯棒，可以很好的解決起皺、拉裂和不飽滿的問題。其示意圖見圖5。 圖5 芯棒四、設計注意事項1、設計彎管模前對管子數據進行轉換，通過轉換的加工值充分考慮管子彎角、轉角、直線段和頭尾兩端對彎管的影響；2、在設計彎管時要充分了解彎管機的工作參數和動作情況，確定彎管模層數、結構、安裝尺寸等；3、設計彎管模時要考慮夾緊、干涉、防缺陷等問題，選擇合適的芯棒和潤滑方式。4、充分利用PRO/E等三維造型軟件進行彎管模設計。五、結束語 彎管模的設計重點在于防止干涉和避免滑模、起皺等缺陷的發生。防止干涉方面能夠熟悉彎管機的工作情況很重要，要根據彎管機的動作情況來設計和調整彎管模。避免成形缺陷則要保證管子