弯管原理和弯管模具设计
模具设计与制造第6章弯曲工艺与模具设计
06
总结与展望
弯曲工艺与模具设计的现状与挑战
现状
随着制造业的快速发展，弯曲工艺与模具设计在产品制造中占据重要地位。目前，弯曲工艺与模具设 计已经取得了长足进步，能够满足多种复杂形状的加工需求。
挑战
然而，在弯曲工艺与模具设计过程中，仍存在一些挑战，如高精度控制、复杂曲面加工、高效自动化 等方面的问题。
未来发展方向与技术前沿
柔性制造技术
随着个性化需求的增加，柔性制造技术将成为未 来发展的重点。通过柔性制造技术，可以实现快 速、高效、个性化的产品制造，提高生产效率和 降低成本。
增材制造技术
增材制造技术是一种基于数字模型的快速成型技 术，能够实现复杂形状的高精度加工。未来，增 材制造技术有望在弯曲工艺与模具设计中发挥更 大的作用。
模具材料的选择蚀性等。
常用材料
碳素工具钢、合金工具钢、硬质合金、铸铁等。
材料处理
热处理、表面处理等。
模具设计的流程与方法
设计流程
明确设计任务→收集设计资料→设计 出图→审查→修改。
设计方法
经验设计法、解析设计法、计算机辅 助设计法等。
04
弯曲工艺与模具设计的关系
THANK YOU
模具设计对弯曲工艺的影响
模具结构
模具的结构对弯曲工艺的实施具 有重要影响，合理的模具结构可 以提高弯曲效率并降低不良品率。
模具材料
模具材料的选取直接影响弯曲工艺 的效果，选用高强度、耐磨和耐热 的材料可以提高模具的使用寿命和 弯曲质量。
冷却系统
模具中的冷却系统对于控制弯曲过 程中的温度至关重要，合理的冷却 系统设计可以减少热应力，提高产 品质量。
02
弯曲工艺的基本原理
弯曲变形的过程与特点
塑胶弯管模具设计原理及要点总结
塑胶弯管模具设计原理及要点总结塑胶弯管模具是一种用于制造塑胶弯管的工具。
它的设计原理和要点对于模具的质量和生产效率都起着至关重要的作用。
本文将从设计原理和要点两个方面进行总结。
一、设计原理1.模具结构设计原理：塑胶弯管模具的结构设计应该符合弯管的形状和尺寸要求，保证弯管的精度和质量。
同时，模具的结构设计应该简洁合理，易于加工制造和使用。
2.模具材料选择原理：模具的材料选择应该具有高强度、高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性。
常用的模具材料有合金钢、不锈钢等。
3.模具热处理原理：模具的热处理是提高模具硬度和耐磨性的重要工艺。
常用的热处理方法有淬火、回火等。
4.模具冷却原理：模具在使用过程中会受到加热，需要通过冷却措施降低温度，以保证模具的寿命和性能稳定。
常用的冷却方法有水冷、风冷等。
二、设计要点1.弯管形状设计要点：塑胶弯管模具的设计要考虑弯管的形状，包括弯曲角度、弯曲半径和弯管长度等。
合理的弯管形状设计可以减少塑胶变形和应力集中，提高产品质量。
2.模具结构设计要点：模具的结构设计要考虑生产工艺和使用要求，包括模具的分体结构、结构紧凑和易拆装等。
合理的结构设计可以提高生产效率和模具的使用寿命。
3.模具配件选择要点：模具的配件选择要考虑材料和精度要求，包括导柱、导套、模板等。
合理的配件选择可以提高模具的稳定性和精度。
4.模具表面处理要点：模具的表面处理要考虑防腐蚀和增加摩擦力，常用的表面处理方法有镀铬、喷涂等。
合理的表面处理可以延长模具的使用寿命。
5.模具制造工艺要点：模具的制造工艺要考虑材料加工和装配工艺，包括数控加工、线切割和装配工艺等。
合理的制造工艺可以提高模具的加工精度和装配质量。
塑胶弯管模具的设计原理和要点对于模具的质量和生产效率至关重要。
设计应符合弯管的形状和尺寸要求，材料应具备高强度和耐磨性，热处理和冷却措施应适当，结构设计应简洁合理，配件选择应合适，表面处理应考虑防腐蚀和增加摩擦力，制造工艺应合理。
弯管模具_精品文档
弯管模具弯管模具是一种用于加工金属管道的工具，一般由金属和塑料材料制成。
它的设计灵活，可适用于各种形状和尺寸的管道弯曲。
弯管模具在许多行业中都广泛应用，如建筑、汽车制造、航空航天等。
弯管模具的基本原理是通过将管道放入模具中，然后施加一定的力量使其弯曲成所需的形状。
这种弯曲方式比传统的手工弯曲更加精确和稳定。
弯管模具可以生产出大量相同形状和尺寸的管道，提高了生产效率和质量。
弯管模具具有许多优点。
首先，它可以生产各种角度和半径的弯管，满足不同应用的需求。
其次，弯管模具的操作简单，不需要熟练的技术人员，减少了人力成本和培训时间。
再次，弯管模具可以精确控制弯曲的角度和半径，保证了管道的质量和准确度。
此外，弯管模具的使用寿命长，可以进行大批量的生产，提高了生产效率。
弯管模具的设计和制造需要考虑许多因素。
首先是材料的选择。
通常，弯管模具需要具有足够的硬度和耐磨性，以承受加工时的压力和摩擦。
其次是模具的结构设计。
模具需要能够容纳不同尺寸的管道，并具有足够的强度和稳定性。
最后是模具的加工工艺。
模具的加工需要精确的数控机床和切削工具，以确保模具的精度和质量。
在实际应用中，弯管模具可以根据不同的需求进行定制。
例如，对于特殊形状的管道，可以设计专门的模具来满足要求。
此外，弯管模具还可以与其他设备和机器人系统配合使用，实现自动化生产。
然而，弯管模具也存在一些挑战和限制。
首先是成本问题。
弯管模具的设计和制造需要较高的技术和设备投入，因此价格较高。
其次是适用范围的限制。
弯管模具适用于较小直径的管道弯曲加工，对于较大直径的管道则需要更大尺寸的模具。
最后是维护和修理的问题。
弯管模具在长时间使用后可能会出现磨损和破损，需要及时进行维修和更换。
总之，弯管模具是一种重要的加工工具，广泛应用于各行各业。
它具有精确、稳定和高效的特点，可以满足不同应用的需求。
随着技术的进步，弯管模具的设计和制造将会更加高效和智能化。
我们期待弯管模具在未来的应用中发挥更大的作用。
有芯弯管模具设计
当 Ｒ Ｄ较 大时弯 曲模 胎半 径 取小 值 ；当 Ｒ Ｄ较 ／ ／
小 时弯 曲模胎 半径取 大值 ，最终 靠试模 进行修 正 。
（ ） 导板 ２ 导 板 （ 图 ４ 是有 弯管 装 置 中 见 ）
３ ．模 具 设 计 （ ）弯 曲模 胎 和镶块 １ 弯 曲模 胎 和 镶 块 （ 图 见
锻 压
ｔ ａ！Ｆｏ ｍ ｉ ｇ ｒ ｎ
栏目 持 王 建 宏 主
有芯弯管模具设计
陕西 北 方 动 力 有 限 责 任公 司 （ 鸡 宝 ７ １０ ） ２ ３０ 王娟侠 刘永林 李俊梅 刘 振 林 １ ．有 芯 弯 管 原理
有芯 弯管是 在 弯 管 机 上利 用 芯 棒 使 管 材 沿 弯 曲 模绕 弯 的工 艺方 法 （ 图 １ 。弯 管胎 膜 固定 在 机 床 见 ）
管 子直径 的 ２倍 。芯 棒 常 用 ３ ｒＷ８ 材料 制 造 ，热 Ｃ２ Ｖ
图 ８ 链节式 多球芯棒
五是 软轴 式 多球 芯 棒 如 图 ９示 ，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 单 一 、多 次 和 空 间 弯 曲 成形 的
力 、物力及 财力 ，而且 易破裂 、起皱 及椭 圆度超差 。
当 Ｒ Ｄ为 ３～４时 ，合金 钢管 Ｒ ／ 取 ０ ９ Ｒ；碳 素 ．４ 钢管 取 （ ． ６～ ． ８ ０ ９ ０ ９ ）Ｒ。其 中 尺 为弯 曲模 胎 的 半径 ；Ｒ为弯 管 中心 层弯 曲半径 ；Ｄ为管子外 径 。
一
是 圆头 式 ： ，其 形 状 简单 ，制 造 方 便 （ 芷棒 见
图 ５ 。但 由于 芯棒 与 管 壁 接触 面积 少 ，因此 防截 面 ）
弯管原理及弯管模具设计教程
弯管原理及弯管模具设计教程弯管是一种常见的管道加工方式，其原理是通过对金属管道施加一定的力以改变其形状。
弯管模具是用于弯管加工的专用工具，通过设计和制造合适的弯管模具可以实现各种形状的弯管加工，提高生产效率和产品质量。
弯管的原理主要涉及材料的塑性变形和力的作用。
首先，当外力作用在金属管道上时，管道开始产生弯曲应力。
随着应力的增加，金属开始发生塑性变形。
在弯管的过程中，管道内侧受到压缩应力，外侧受到拉伸应力。
当外力作用达到一定程度，金属管道开始发生弯曲，直至弯管到达所需的角度。
弯管模具的设计是实现弯管加工的关键。
设计弯管模具时需要考虑以下几个方面：1.弯管的形状和尺寸：需要确定弯管的形状和尺寸，包括弯曲角度、弯管半径、弯管长度等。
这些参数将直接影响到模具的设计和制造。
2.材料的选择：弯管模具需要承受较大的力，因此需要选择强度高、耐磨损的材料。
一般常用的材料包括合金钢、合金铸铁等。
3.模具的结构：模具的结构应该尽可能简单、刚性较高，以确保弯管加工的精度和稳定性。
一般情况下，模具由上模、下模和支撑架组成。
4.弯管的夹持方式：弯管模具需要提供足够的夹持力，以防止管道在弯曲过程中滑动或变形。
常用的夹持方式包括机械夹持和液压夹持。
5.模具的加工和调试：模具的加工应根据实际需求进行，确保模具的精度和质量。
在模具制造完成后，还需要进行调试和优化，以确保弯管加工的精度和质量。
弯管模具的设计与制造需要考虑多个因素，包括弯管的形状和尺寸、材料的选择、模具的结构、弯管的夹持方式以及模具的加工和调试等。
通过合理的设计和制造，可以实现各种形状和规格的弯管加工，提高生产效率和产品质量。
同时，模具的使用寿命和稳定性也是设计中需要考虑的重要因素，合理的材料选择和加工工艺能够延长模具的寿命，减少维护和更换成本。
总之，弯管模具的设计是实现弯管加工的关键，对加工品质和效率有着重要的影响。
弯管模具设计分析
弯管模具设计分析摘要：管材的冷弯成型，应用范围越来越广泛，而相应的弯管质量也要求越来越高，为保证弯管质量，必须设计合理的弯管模具，文章论述了弯管过程中的模具设计及相应的工艺参数。
关键词：弯管；模具结构；轮模；夹模；导模；防皱板金属管材的弯曲在现代工业领域应用十分广泛，主要用于汽车、机械、环保、化工、民用等行业。
笔者从事汽车零部件的制造行业多年，主要研究发动机上的EGR及排气管方面的零件产品制造，多为不锈钢焊管（如AISI 304）的弯管、成型产品。
文章根据实际工作经验，分析弯管模具设计的几个要点。
1 模具结构及动作概述如图1所示，为一套弯管模具的标准结构，主要有轮模、夹模、导模、芯棒、防皱板等五部分组成，工作时其动作过程为：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，导模、夹模松开、复位，完成整个动作，文章将围绕这五个部件的设计进行论述。
2 模具设计2.1 轮模轮模是整个弯管模具设计的核心，设计时一般先从它开始。
产品管材外径D，壁厚δ，弯曲半径R（设计三要素）确定后，在设计轮模弯曲半径时必须考虑管材的反弹，从而确定模具的弯曲半径R’：目前，Rx=1为行业技术的最高水平，由于成本高、难度大，一般设计均不考虑。
轮模型腔直径按管材外径D设计，管材壁厚、外径决定了管材的强度，直接影响夹模的夹持长度，轮模夹持长度与夹模配合，在后面的夹模设计将进行论述。
轮模由于频繁受夹模的夹紧冲击及管材的弯曲力，因此要求整体韧性好，有良好的抗冲击能力，且型腔表面耐磨，目前一般采用调质+氮化的热处理工艺，型腔表面硬度可达HRC55～HRC60。
2.2 夹模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段长度，夹模长尺寸过小，不能夹紧管材，弯管时管材易打滑，操作外观，弯曲部分出坑，不满足产品要求。
反之，尺寸过大，容易将前一个弯夹扁、变形，这在工艺上是不充许的。
弯管模具标准化手册详解
1---1 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。
1---1 轮模图
第2页平面图
1---1 夹模图
第3页平面图
1---1 导模图
第4页平面图
1---1 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
1---1 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。
弯管原理
专题知识 | 扩展知识 | 互动学习 | 测评系统 | 冲压资源库 | 发展前沿 | 注册登陆 | 使用帮助专题知识概述冲裁工序成形工序实验专题模具专题管材弯曲录入: 151dreamhow来源: 日期: 2006-4-9,9:15管材弯曲工艺是随着汽车、摩托车、自行车、石油化工等行业的兴起而发展起来的，管材弯曲常用的方法按弯曲方式可分为绕弯、推弯、压弯和滚弯；按弯曲加热与否可分为冷弯和热弯；按弯曲时有无填料(或芯棒)又可分为有芯弯管和无芯弯管。
图1、图2、图3和图4分别为绕弯、推弯、压弯及滚弯装置的模具示意图。
图1 在弯管机上有芯弯管1—压块 2—芯棒 3—夹持块 4—弯曲模胎 5—防皱块 6—管坯图2 型模式冷推弯管装置图3 V形管件压弯模1—凸模 2—管坯 3—摆动凹模图4 三辊弯管原理1—轴 2、4、6—辊轮 3—主动轴 5—钢管一、材弯曲变形及最小弯曲半径管材弯曲时，变形区的外侧材料受切向拉伸而伸长，内侧材料受到切向压缩而缩短，由于切向应力及应变沿着管材断面的分布是连续的，可设想为与板材弯曲相似，外侧的拉伸区过渡到内侧的压缩区，在其交界处存在着中性层，为简化分析和计算，通常认为中性层与管材断面的中心层重合，它在断面中的位置可用曲率半径表示(图5)。
管材的弯曲变形程度，取决于相对弯曲半径和相对厚度的数值大小，相对弯曲半径和相对厚度值越小，表示弯曲变形程度越大，弯曲中性层的外侧管壁会产生过度变薄，甚至导致破裂；最内侧管壁将增厚，甚至失稳起皱。
同时，随着变形程度的增加，断面畸变(扁化)也愈加严重。
因此，为保证管材的成形质量，必须控制变形程度在许可的范围内。
管材弯曲的允许变形程度，称为弯曲成形极限。
管材的弯曲成形极限不仅取决于材料的力学性能及弯曲方法，而且还应考虑管件的使用要求。
对于一般用途的弯曲件，只要求管材弯曲变形区外侧断面上离中性层最远的位置所产生的最大伸长应变不致超过材料塑性所允许的极限值作为定义成形极限的条件。
钢管弯曲工艺分析及模具设计
弯 曲件宽度 （ ｍ ｍ）；
卜 ＿ ＿弯 曲材料 厚 度 （ ｒ ｎ ｍ） ；
弯 曲件 内弯曲半径 （ ｍ ｍ）；
— —
材料抗拉强度 （ ＭＰ ａ ）。
将七 ＝１ ． ３，６ ＝１ １ ４ ｍｍ ，ｔ ＝ ５ ｍｍ，Ｒ＝ ３ ４ ３ ｍｍ ，
譬
７ ９
ＷＩ Ｖ Ｉ ￣ ． Ｉ Ｉ Ｉ Ｃｔ ＯＩ ＷＯ ｆ ｌ Ｃ Ｉ Ｎ ＲＩ ９ ． ￣ ｏ ． ｃ ｏ ｍ Ｊ
（ ２ ）钢管压模弯 曲力计算 弯 曲力计算是设计
弯 曲模 和 选择 压 力设 备 吨 位 的重 要 依据 。根据 弯 曲
压模最小壁厚及宽度设计。通过对钢管 受力分析计算 ，并考虑滚压模的经济性 ，最 弯管压模壁厚取１ ０ ａｍ，宽度取２ ｒ ８ ０ ｍｍ。
应变分量 （ 见图２ ） ，一种应变状态只有一组主应
变。
一
点的应变状态也可分解成 两部 分 ，如 图３ 所
示 。第一部分以平均应变 为各 向应变的三 向等 应变状态 Ｅ ＝ （ ＋５ ： ＋６ ）／ ３ ，表示 了单元体 体积的变化 。第二部分是以各 向主变应与 的差 值为变应值构成的应变状态 ，表示了单元体形状的
（ １ ）模具材料的基本要求 根据工作部分对模 具硬度的要求 ，硬度要达￣ Ｉ Ｊ ５ ８ ￣ ６ ４ ＨＲ Ｃ，具 有高耐 磨性 和足够 韧度 ，以及 良好 的使用性能和 工艺性
图 １
能 ，故该弯管压模选用Ｚ Ｇ ３ １ ０ —５ ７ ０ 材质。
参磊 工 热 加 工 热
＝ ４ ６ ０ ＭＰ ａ 代入上式 ，计算得Ｆ 自 ＝ ３ ４ ２ ８ Ｎ，现车间
选用功率为４ ０ ｋ Ｗ 的 三辊 卷 板 机 进 行 滚 压 生 产 ，完 全能 满 足所 需 弯 曲力 的要 求 。
管子弯曲的相关知识点总结
管子弯曲的相关知识点总结一、管子弯曲的原理管子弯曲是通过机械设备或模具对管材进行弯曲加工，改变其原来的形状以适应特定需求。
在进行管子弯曲加工时，需要考虑到材料的可塑性，并遵循一定的原理和规范操作。
管子弯曲的原理主要包括以下几点：1. 弯曲半径弯曲半径是指管子在弯曲过程中所形成的弯曲曲线的半径，是影响弯曲工艺的重要参数之一。
不同材质、壁厚的管材在弯曲半径上会有不同的要求，一般要按照相关标准进行选择和操作。
2. 弯头角度弯头角度是指管子在弯曲成型后与原来的直线构成的夹角。
根据具体要求，可以进行90度、45度、30度等各种角度的弯曲。
弯头角度在弯曲加工中需要进行严格的控制以确保零件的精度和质量。
3. 弯曲方向管子弯曲通常分为两种方向：一个是径向弯曲，即管子弯曲的方向与管子的直径方向垂直；另一个是轴向弯曲，即管子弯曲的方向与管子的轴线平行。
在实际应用中，根据具体的设计要求和加工工艺进行合理选择。
4. 弯曲角度弯曲角度是指管子在弯曲过程中所旋转的角度，通常以弧度或度数来表示。
在弯曲加工中，要根据设计要求精确控制管子的弯曲角度，以确保零件的精度和稳定性。
5. 弯管管壁厚度管子的弯曲过程中，管壁会发生拉伸和压缩，因此管子的壁厚会对弯曲加工产生影响。
不同的材质和壁厚的管材在弯曲加工中需要进行合理的选择和操作。
以上是管子弯曲的基本原理，了解和掌握这些原理对正确进行管子弯曲加工至关重要。
二、管子弯曲的工艺流程管子弯曲加工具有一定的复杂性，通常需要经过多道工序才能完成。
合理的工艺流程可以极大提高生产效率和产品质量。
一般来说，管子弯曲的工艺流程可分为以下几个步骤：1. 设计在进行管子弯曲加工之前，首先需要根据客户提供的要求进行零件设计，包括弯曲半径、弯头角度、弯曲方向、弯曲角度等技术要求。
设计人员通常会采用CAD/CAM软件进行设计和模拟，以确保符合客户的要求和需求。
2. 切割在管子弯曲加工之前，需要对管材进行切割，以获得所需要的长度。
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弯管原理和弯管模具设计
弯管是一种常见的金属加工工艺，用于将直管材料弯曲成所需的形状
和角度。
弯管工艺可应用于各种不同的行业，包括汽车制造、航空航天、
建筑和家具等。
在弯管过程中，弯管原理和弯管模具设计是非常重要的。
一、弯管原理
弯管原理是建立在材料的塑性变形基础上的。
当应力施加到材料上时，材料会发生塑性变形，而不会发生断裂。
在弯管过程中，沿着管材的轴向
施加力，并在管材的两端施加转矩，使得管材发生弯曲。
弯管原理可以通过弯曲力矩和弯曲应力来描述。
弯曲力矩是指施加在
弯曲管材上以产生弯曲的力矩，它与管材的截面形状、尺寸、弯曲角度和
材料特性有关。
弯曲应力是指管材在弯曲过程中受到的应力，它与材料的
弯曲模量、截面形状和尺寸有关。
在弯管过程中，管材通常会受到拉伸和压缩的力，并且外侧弯曲的强
度要大于内侧弯曲的强度。
为了避免管材的变形或破裂，需要根据管材的
特性和所需的弯曲角度选择适当的弯曲半径。
弯管模具设计是为了实现所需形状和角度的管材弯曲而进行的。
弯管
模具需要具备以下特点：
1.合适的模具材料：弯管模具需要选用耐磨性和强度较高的材料，以
保证模具在长时间使用过程中不变形或损坏。
2.合理的结构设计：弯管模具的结构设计需要考虑到工艺的要求和材
料的特性，使得其能够适应不同尺寸和形状的管材弯曲。
3.精确的加工：弯管模具的加工需要保证模具的精度和表面质量，以确保弯管过程中的高精度和光滑度。
4.模具补偿设计：由于管材在弯曲过程中会发生弹性回复，弯管模具的设计需要考虑到弹性回复量，使得弯曲后的管材能够达到所需的形状和角度。
5.模具焊接和固定：弯管模具的焊接和固定需要保持模具的稳定性和可靠性，以防止模具在弯管过程中的移动或松动。
总结起来，弯管原理和弯管模具设计是实现管材弯曲的关键。
了解弯管原理可以帮助我们更好地理解和掌握弯管工艺，而合理的弯管模具设计可以提高弯管的精度和质量。
弯管工艺在工业生产中的应用广泛，通过不断改进和创新，可以提高生产效率和产品质量，推动行业的发展。