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1、冷弯成型椭圆管端口反弹问题研究 蒋道顶 石俊红 张鸿绪 金 镛 (沈阳东洋异型管有限公司) 摘 要 冷弯成型的椭圆管在生产过程中产生应力集中现象,在后续加工时椭圆管端口 产生反弹,造成端口尺寸超过公差要求。通过对反弹原因分析,确定采用冲压模形式,利用现 有的3 t液压缸制作一套液压冲压胎具,解决了端口反弹问题,有利于椭圆管对接安装。 关键词 异型管 冷弯加工 应力应变 不锈钢焊管 0 引 言 近年来,随着人们对冷弯产品高效、 经济、 节 能特点的认识,冷弯型钢产品越来越广泛的使用 在各个行业中。特别是最近几年来,冷弯成型技 术在我国取得很大进步,各生产厂家相继进行技 术改造和从国外引进生产线,
2、使装备水平有了很 大提高,产品产量逐年稳步上升,应用领域不断拓 宽,取得了明显的经济效益。然而,由于冷弯成型 过程中几何学、 运动学、 动力学和材料学等方面的 复杂性,冷弯成型仍然是一门经验性很强的技术。 椭圆钢管以其固有的特点,越来越多地被人 们采用。与同样截面的圆管相比,具有传热性能 较高,当其短边迎风时空气侧阻力小,使用在钢结 构上具有结构紧凑,占地面积小,形状优美的特 点,已被许多建筑师认同,以至有些已实际采用 (如由法国著名设计师安德鲁设计的上海东方艺 术中心主体钢构架使用我公司生产的椭圆管 DP 258 mm126 mm12 mm)。 椭圆钢管在后续加工过程中,时常会存在切 断后对
3、接困难等问题,特别是工业用不锈钢结构 用管,对产品的尺寸公差要求非常严格,切断后端 口明显有反弹,即端口的尺寸超过公差要求,给后 续工作造成很大的困难,我公司通过制做一套压 端口的胎具彻底解决了这一问题。 1 不锈钢椭圆焊管生产工艺 以我公司给某油脂工程有限公司生产的 DP 79.2 mm33.4 mm2.54 mm为例,技术要求 如下: (1)材质SUS304或SUS304L ,长度为3340 1.6 mm。 (2)如图1所示,尺寸必须保证管子截面(包 括管口)尺寸在全长范围内均需符合图纸要求。 图1 产品尺寸及公差要求 (3)管子两端截面椭圆中心线扭转摆角偏差 不得超过3.5,直线度误差全
4、长范围内不得超过 1.6 mm。 (4)产品成型后要求能够顺利插进两端的模 板中(如图2所示 ) , 以便焊接。其它技术要求按 照国标要求执行。 2003年初完成了此产品的开发和试制,整根 管材外形尺寸和性能测试均达到客户要求。为了 提高生产效率采用倍尺生产,并采用辊弯成型方 式,以圆管 60 mm2. 54 mm为原料,成型后端 头存在凹陷,长约20 mm。要对其进行切断处理, 但在后续的切断过程中发现端口反弹,切断前的 尺寸为:79.2 mm33.1 mm2. 54 mm ,切断后长 轴基本没有变化,短轴反弹最大尺寸达到35. 6 11焊管 第27卷第4期2004年7月 1995-2005
5、 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. mm ,装配时无法顺利通过模板。 图2 模板 2 产生反弹的原因 由于采用辊弯成型椭圆管,属于冷弯加工成 型,在冷弯过程中除塑性变形外,还存在弹性变形 和弹塑性变形共存状况,这样加工后的管材不可 避免地产生应力集中现象,此外工艺过程不同,材 质及壁厚不同,材料的变形量不同,则产生的应 力、 应变状态也不同,回弹量也不同。而且制品在 辊间产生塑性变形时,产生了内侧压缩力和外侧 拉伸力不能被材料吸收,这样就伴随产生弹性压 缩变形,必然存有残余应力,此变形在制品出辊后 即开始
6、恢复,产生回弹。对于整根椭圆管来说,中 间部分在成型过程中只要过压一下,由于材料前 后连续是一整体,在其出辊时反弹正好达到所需 尺寸。又因为是采用圆管逐根连续成型,在端部 没有限制,其残余应力得到释放,故而端部或切断 口的尺寸公差超过技术要求。 3 解决方案及效果 为了解决端口回弹问题,经过反复探讨和成 本核算,最终确定采用冲压模形式。由于椭圆管 其形状的特殊性,在解决问题的过程中不能破坏 不锈钢表面,即表面不允许有压痕。而且在保证 短轴尺寸公差时,必须确保长轴在随着短轴压下 回弹量时尺寸在限定的公差范围内,不能发生大 的变形。基于这种思路,通过制作一套液压冲压 胎具,利用公司现有的3 t液压
7、缸解决此问题。 此套胎由3部分作成:上压模 、 中部为限位固定 模、 下压模,如图3所示。首先将产品切为客户所 需要的长度尺寸,并打磨端头毛刺后,把产品穿进 中部所切成的椭圆模块中,在模块端头有定位销 保证产品端头50 mm可以通过上下压模压下短轴 到所需尺寸,在这过程中模具长轴也起到限位作 用,不使尺寸发生变化。调整合格后在上压模的 上下设止动开关,控制液压行程来调整上下压头 的压下量,确保椭圆管的尺寸。 图3 胎具示意图 4 结 论 通过这种方式,我们又成功解决了不锈钢焊 管DP 342 mm156 mm4 mm端口反弹以及溴化 锂吸收式空调所使用的平椭圆HD 220 mm32 mm4 m
8、m、HD 180 mm32 mm4 mm、 HD 152 mm32 mm4 mm端口反弹问题,并取得 良好的效果。 参考文献 1 王延溥.金属塑性加工、 轧制理论与工艺.北京:冶金 工业出版社 2 王先进.冷弯型钢生产与应用.北京:冶金工业出版社 第一作者 蒋道顶,男,毕业于北京科技大学 塑性加工专业,现任沈阳东洋异型管有限公司技 术部长,从事异型管的设计与开发工作。联系电 话:024 - 86600029 E2mail :jdd tts. com. cn (收稿日期:2003 - 10 - 24) 编辑 郑一维 21焊 管 2004年7月 1995-2005 Tsinghua Tongfan
9、g Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. ABSTRACTS WELDED PIPE AND TUBE Vol.27 No.4 July 2004 Cold2bend Structural Section Steel Manufacture in China Meet with Second Development Upsurge Ding Guoliang(1) Abstract :This paper introduces the development status of cold2 bend structural section ste
10、el in china ,and analyses steel then hydro2 bulge the polyhedron to make the tubular single2curvature polyhe2 dron deformplastically into smooth double2curvature tubular poly2 hedron;finally to cut the polyhedron into pipe elbows. This paper also describes a tubularsingle2curvature polyhedron hydro2
11、 bulging experiment. The results show that during the bulging pro2 cess ,no wrinkles were produced and ovalityof the tubular polyhe2 dron cross section decreased by the process as the inside pressure increased,which shows the single2curvature polyhedron hydro2 bulging technology can be used to manuf
12、acture pipe elbow with thin wall. Key words :pipe elbow tubular single2curvature polyhedron hydro - bulging Temperature and CO2/ H2S Corrosion Rate of Oil Tube Steels Zhang Qing ,Li Quanan , Wen Jiuba et al(16) Abstract:A autoclave , together with weight loss method and SEM,is used to study CO2/ H2S
13、 corrosion behavior of oil tube steels N80 and P110 at different temperature (80, 90, 100,110) . The results show that with temperature increased their corrosion rates increase at first and then decrease. The peaks appear at 90. The corrosion rates of steel P110 are always higher than those of steel
14、 N80. Key words :temperature steel N80 steel P110 CO2/ H2S corrosion rate Viewpoint on The Technology for Measuring Large2diameter and Transmitting Oil and G as Pipe Dimension Li Yunlong , Yuan Pengbin ,Li Jingchuan et al(19) Abstract :Analyzing the status of large2diameter pipe dimension measuremen
15、t and control technology ,Authors believe that pre2 sented pipe dimension measurement and control technology cannot meet up with requirements of pipe production and pipe construct2 ing site. After researched the subject of light2electronic intelli2 gence supervising system applied in large2diameter
16、pipe dimen2 sion measurement ,they attempt to adopt combining light2electron2 ic technology and computer technology applied into pipe dimen2 sion measurement. Through tested ,it is regarded that combining light2electronic technology and computer technology can realize online ,untouched ,with high speed and multiple position accurate measurement ,figures store and automatic output. In order to real2 ize actually measurement ,it is their
