不锈钢弯头的生产工艺
不锈钢弯头的生产工艺
1概述
当不锈钢管道在项目工程的布置过程中需要改变方向或使用点路径设计要求时，就需要使用不锈钢弯头连接，其角度有45°、90°等。弯头成形生产可采用不同的方法：绕动不锈钢弯管成形、推弯成形以及压弯成形等。
2不锈钢弯头生产工艺流程
不锈钢弯头生产工艺流程如下：
来料管坯一检验一成形一清洗一调整一倒角一刻字一抛光一清洗一烘干一去毛刺一成品检验一包装入库
3绕动弯管成形
（1） 有芯弯管
有芯弯管是在弯管机上利用芯棒使管料沿弯曲胎模绕动弯曲的成形方法。有芯弯管的工作原理如图5-1所示，弯曲胎模4固定在弯管机主轴上并随主轴一起旋转，不锈钢管坯6的一端由夹持块3压紧在弯曲胎模上。在不锈钢管坯与弯曲胎模的相切点附近，其弯曲外侧装有压块1，弯曲内侧装有防皱块5，而管坯内部塞有芯棒2。当弯曲胎模转动时，不锈钢管坯即绕弯曲胎模逐渐弯曲成型。不锈钢弯头的弯曲角度由挡块（图中未示出）控制，当弯曲胎模转到不锈钢管件要求的弯曲角度时，则碰到挡块，使弯曲胎模停止转动。下面将工模具的主要零部件的设计制造予以说明。
A芯棒
芯棒是有芯弯管装置中的重要零件，其作用是从不锈钢管坯内部支撑管壁，防止不锈钢管件截面变形和管壁折皱。常见的圆头芯棒和多球芯棒结构形式如图5-2所示。
圆头式芯棒形状简单，制造方便。但由于芯棒与管壁接触面积少，因此防截面变形的效果较差，通常用于要求不高的不锈钢管件弯曲。芯棒常用3Cr2W8V材料制造，热处理硬度为52 - 56HRC。
软轴式多球芯棒是用一根软轴把多个碗状球体串接而成，可实现空间任意方向的摆动，适用于薄壁管的单一、多次和空间弯曲成形的不锈钢管件。
采用多球芯棒弯管，在弯曲后借油缸抽出芯棒过程中，还可对管件矫圆。多球芯棒的主要缺点是制造麻烦，芯棒材料及热处理要求与单球芯棒相同。
在有芯棒弯管中，芯棒的形状、尺寸及工作位置，对不锈钢弯管质量有较大影响。圆头式芯棒的尺寸及进入管内的工作位置如图5—3所示。
为使芯棒顺利插入不锈钢管坯内，芯棒直径d (mm) -般应比管坯内径小0.5 -1.5mm左右，即
d=D1 - (0.5 -1.5)
芯棒的圆柱体长度L为：
L= (3-5)d
当芯棒的直径d大时，系数取小值，反之取大值。
芯棒的工作位置应比弯曲中心线不多一段距离e。一般说来，e的大小应根据不锈钢管坯直径、弯曲半径和管坯内径与芯棒之间的间隙大小而定，然后再视生产实际情况进行适当调整。e值可按下式计算：
e=√2（R+D1/2）z一z2(5-1)
式中D1——管坯内径，nim；
R——中心层弯曲半径，mm；
z——不锈钢管坯内壁与芯棒之间的间隙，mm，z=D1-d0
现场常用的还有一种球头棒，其使用情况和制造难易度正好介于上述两种芯棒之间。球头芯棒的零件图示于图5-4。
B 防皱块
靠近切点又未进入弯曲变形区的不锈钢管坯材料，其外表没有深受弯曲胎模型槽的支撑，即使采用了芯棒，不锈钢弯管时仍有可能在此处起皱，故应加装如图5-5所示的防皱块。防皱块的前端呈圆弧刃口形状，插在弯曲胎模与管坯之间，前端应紧靠管壁和弯曲胎模的相切处，效果优良地填补了弯曲胎模与不锈钢管坯弯曲内侧之间的空隙，从而起到从外面支撑管壁、防止起皱的作用。
由于防皱块上浅圆形凹槽与管坯外表面接触，工作时产生滑动摩擦，故要求防皱块的工作表面应具有确定的硬度和较低的表面粗糙度。防皱块一般用工具钢或铬钼钢制造，淬火后硬度达到50 - 55HRC。
C弯曲胎模
弯曲胎模是有芯弯管装置中的另一重要零件，其半径取决于不锈钢弯管的弯曲半径。但考虑到冷弯时弯管将产生确定的回弹量，故设计的弯曲胎模半径应比需要的不锈钢弯管弯曲半径略小些，一般可按下列经验数据确定，即
当R/D =3 -4时：R1=(0.96 -0.98)R
式中R1——弯曲胎模半径，mm；
R——弯管中心层弯曲半径，mm;
D——管坯外径，mm。
当R/D较大时，取小值；当R/D较小时，取大值，最终靠试模时修正。
弯曲胎模除了采用轮式外，还有模柱式。
无芯弯管在管接头生产中基本不用。
（2）推弯
推弯是管料弯曲加工中较为常见的弯管方法，主要用于弯制弯头。根据推弯工艺特点，又可分为冷推弯管和芯棒热推弯管两类。
冷推弯管是在普通液压机或曲柄压力机上借助弯管装置对管坯进行推弯的工艺方法，在常温状态下将不锈钢直管坯压入带有弯曲型腔的型模中，从而形成不锈钢弯头。
冷推弯管装置如图5-8所示，主要由压柱1、导向套2和弯曲型模4组成。弯曲型模由对中的两块拼成，以方便其型腔加工。弯管时，把管坯3放在导向套中定位后，压柱下行，对管坯端口施加轴向推力，强迫管坯进入弯曲型腔，从而产生弯曲变形。
冷推弯管适用于弯制较小弯曲半径的不锈钢弯头，能弯制的小相对弯曲半径R/D≈1.3；弯头的截面椭圆度小(≤3%-5%)；外侧管壁的减薄量小(≤9%)；弯管装置结构简单，不需要一对一设备且生产率好。但一般要求管材的相对厚度t/D≥0.06，否则，管坯往往由于刚度差而丧失稳定性，导致弯头的内侧起皱或扭曲。
不锈钢管件厂对于冷推弯管工艺，还应注意以下几点：
(a)为了减少摩擦阻力，延长弯曲型模的使用寿命，提高不锈钢弯头的表面质量，需要对管坯进行润滑处理。实践证明，在不锈钢管坯表面涂刷40 -50号机油，再涂上一层石墨粉，则可保护弯曲过程中有良好的润滑作用。
(b)弯曲过程中，管坯端头在轴向推力作用下容易塌瘪，为此，可在管坯内放置一个如图5.9所示的芯子，它在弯曲过程中将随同管弯头一起被压柱推出。
(c)对于不锈钢薄壁弯头，为防止推弯过程中失稳起皱，应在管坯内装入填充料，不仅操作方便，而且防皱效果良好。
（3） 压弯
利用模具压制带直段的不锈钢管件，优点是生产效率好，模具调整简单。不锈钢管件厂为了防止管壁起皱和压扁，对于外径为10mm以上的薄壁管，弯曲前需装入填充料或分别从两端放入芯头。模具压弯法也存在一些缺点，如管坯与凹、凸模开始接触处，其管截面总会有一些畸变，使弯管质量不够理想。另外弯曲半径、角度及其弯曲形状也受到确定限制，故在生产中的应用较少。图5-10为V形管件压弯模，图5-l1为U形管件压弯模，其凸模的工作表面与管坯外形相吻合，并置于左、右摆动凹模的中间。
压制不锈钢弯头是在液压机上利用压制胎具对管坯进行压弯的工艺方法，它分为热压和冷压两种，可压制碳钢弯头、合金钢弯头、不锈钢弯头以及铜、铝弯头等。压制的弯头直径为25 - 406mm，壁厚为2.5- 40mm。弯曲半径为R≥D，一般可取R=1.5D。
1概述
当不锈钢管道在项目工程的布置过程中需要改变方向或使用点路径设计要求时，就需要使用不锈钢弯头连接，其角度有45°、90°等。弯头成形生产可采用不同的方法：绕动不锈钢弯管成形、推弯成形以及压弯成形等。
2不锈钢弯头生产工艺流程
不锈钢弯头生产工艺流程如下：
来料管坯一检验一成形一清洗一调整一倒角一刻字一抛光一清洗一烘干一去毛刺一成品检验一包装入库
3绕动弯管成形
（1） 有芯弯管
有芯弯管是在弯管机上利用芯棒使管料沿弯曲胎模绕动弯曲的成形方法。有芯弯管的工作原理如图5-1所示，弯曲胎模4固定在弯管机主轴上并随主轴一起旋转，不锈钢管坯6的一端由夹持块3压紧在弯曲胎模上。在不锈钢管坯与弯曲胎模的相切点附近，其弯曲外侧装有压块1，弯曲内侧装有防皱块5，而管坯内部塞有芯棒2。当弯曲胎模转动时，不锈钢管坯即绕弯曲胎模逐渐弯曲成型。不锈钢弯头的弯曲角度由挡块（图中未示出）控制，当弯曲胎模转到不锈钢管件要求的弯曲角度时，则碰到挡块，使弯曲胎模停止转动。下面将工模具的主要零部件的设计制造予以说明。
A芯棒
芯棒是有芯弯管装置中的重要零件，其作用是从不锈钢管坯内部支撑管壁，防止不锈钢管件截面变形和管壁折皱。常见的圆头芯棒和多球芯棒结构形式如图5-2所示。
圆头式芯棒形状简单，制造方便。但由于芯棒与管壁接触面积少，因此防截面变形的效果较差，通常用于要求不高的不锈钢管件弯曲。芯棒常用3Cr2W8V材料制造，热处理硬度为52 - 56HRC。
软轴式多球芯棒是用一根软轴把多个碗状球体串接而成，可实现空间任意方向的摆动，适用于薄壁管的单一、多次和空间弯曲成形的不锈钢管件。
采用多球芯棒弯管，在弯曲后借油缸抽出芯棒过程中，还可对管件矫圆。多球芯棒的主要缺点是制造麻烦，芯棒材料及热处理要求与单球芯棒相同。
在有芯棒弯管中，芯棒的形状、尺寸及工作位置，对不锈钢弯管质量有较大影响。圆头式芯棒的尺寸及进入管内的工作位置如图5—3所示。
为使芯棒顺利插入不锈钢管坯内，芯棒直径d (mm) -般应比管坯内径小0.5 -1.5mm左右，即
d=D1 - (0.5 -1.5)
芯棒的圆柱体长度L为：
L= (3-5)d
当芯棒的直径d大时，系数取小值，反之取大值。
芯棒的工作位置应比弯曲中心线不多一段距离e。一般说来，e的大小应根据不锈钢管坯直径、弯曲半径和管坯内径与芯棒之间的间隙大小而定，然后再视生产实际情况进行适当调整。e值可按下式计算：
e=√2（R+D1/2）z一z2(5-1)
式中D1——管坯内径，nim；
R——中心层弯曲半径，mm；
z——不锈钢管坯内壁与芯棒之间的间隙，mm，z=D1-d0
现场常用的还有一种球头棒，其使用情况和制造难易度正好介于上述两种芯棒之间。球头芯棒的零件图示于图5-4。
B 防皱块
靠近切点又未进入弯曲变形区的不锈钢管坯材料，其外表没有深受弯曲胎模型槽的支撑，即使采用了芯棒，不锈钢弯管时仍有可能在此处起皱，故应加装如图5-5所示的防皱块。防皱块的前端呈圆弧刃口形状，插在弯曲胎模与管坯之间，前端应紧靠管壁和弯曲胎模的相切处，效果优良地填补了弯曲胎模与不锈钢管坯弯曲内侧之间的空隙，从而起到从外面支撑管壁、防止起皱的作用。
由于防皱块上浅圆形凹槽与管坯外表面接触，工作时产生滑动摩擦，故要求防皱块的工作表面应具有确定的硬度和较低的表面粗糙度。防皱块一般用工具钢或铬钼钢制造，淬火后硬度达到50 - 55HRC。
C弯曲胎模
弯曲胎模是有芯弯管装置中的另一重要零件，其半径取决于不锈钢弯管的弯曲半径。但考虑到冷弯时弯管将产生确定的回弹量，故设计的弯曲胎模半径应比需要的不锈钢弯管弯曲半径略小些，一般可按下列经验数据确定，即
当R/D =3 -4时：R1=(0.96 -0.98)R
式中R1——弯曲胎模半径，mm；
R——弯管中心层弯曲半径，mm;
D——管坯外径，mm。
当R/D较大时，取小值；当R/D较小时，取大值，最终靠试模时修正。
弯曲胎模除了采用轮式外，还有模柱式。
无芯弯管在管接头生产中基本不用。
（2）推弯
推弯是管料弯曲加工中较为常见的弯管方法，主要用于弯制弯头。根据推弯工艺特点，又可分为冷推弯管和芯棒热推弯管两类。
冷推弯管是在普通液压机或曲柄压力机上借助弯管装置对管坯进行推弯的工艺方法，在常温状态下将不锈钢直管坯压入带有弯曲型腔的型模中，从而形成不锈钢弯头。
冷推弯管装置如图5-8所示，主要由压柱1、导向套2和弯曲型模4组成。弯曲型模由对中的两块拼成，以方便其型腔加工。弯管时，把管坯3放在导向套中定位后，压柱下行，对管坯端口施加轴向推力，强迫管坯进入弯曲型腔，从而产生弯曲变形。
冷推弯管适用于弯制较小弯曲半径的不锈钢弯头，能弯制的小相对弯曲半径R/D≈1.3；弯头的截面椭圆度小(≤3%-5%)；外侧管壁的减薄量小(≤9%)；弯管装置结构简单，不需要一对一设备且生产率好。但一般要求管材的相对厚度t/D≥0.06，否则，管坯往往由于刚度差而丧失稳定性，导致弯头的内侧起皱或扭曲。
不锈钢管件厂对于冷推弯管工艺，还应注意以下几点：
(a)为了减少摩擦阻力，延长弯曲型模的使用寿命，提高不锈钢弯头的表面质量，需要对管坯进行润滑处理。实践证明，在不锈钢管坯表面涂刷40 -50号机油，再涂上一层石墨粉，则可保护弯曲过程中有良好的润滑作用。
(b)弯曲过程中，管坯端头在轴向推力作用下容易塌瘪，为此，可在管坯内放置一个如图5.9所示的芯子，它在弯曲过程中将随同管弯头一起被压柱推出。
(c)对于不锈钢薄壁弯头，为防止推弯过程中失稳起皱，应在管坯内装入填充料，不仅操作方便，而且防皱效果良好。
（3） 压弯
利用模具压制带直段的不锈钢管件，优点是生产效率好，模具调整简单。不锈钢管件厂为了防止管壁起皱和压扁，对于外径为10mm以上的薄壁管，弯曲前需装入填充料或分别从两端放入芯头。模具压弯法也存在一些缺点，如管坯与凹、凸模开始接触处，其管截面总会有一些畸变，使弯管质量不够理想。另外弯曲半径、角度及其弯曲形状也受到确定限制，故在生产中的应用较少。图5-10为V形管件压弯模，图5-l1为U形管件压弯模，其凸模的工作表面与管坯外形相吻合，并置于左、右摆动凹模的中间。
压制不锈钢弯头是在液压机上利用压制胎具对管坯进行压弯的工艺方法，它分为热压和冷压两种，可压制碳钢弯头、合金钢弯头、不锈钢弯头以及铜、铝弯头等。压制的弯头直径为25 - 406mm，壁厚为2.5- 40mm。弯曲半径为R≥D，一般可取R=1.5D。
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