數(shù)控彎管研究現(xiàn)狀小結(jié)

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1、數(shù)控彎管研究現(xiàn)狀小結(jié)**大學(xué)車輛與能源學(xué)院摘要：本文簡介了管材彎曲的相關(guān)知識和發(fā)展趨勢，總結(jié)了數(shù)控彎管的研究歷史和現(xiàn)狀以及存在的問題。關(guān)鍵詞：管材彎曲；數(shù)控彎管；現(xiàn)狀61管材彎曲簡介以管材為毛坯，通過塑性加工手段，制造管材零件的工藝稱為管材塑性加工[1]。管材彎曲成形是管材塑性加工的重要組成部分。用管材制造的彎曲零件，無論是平面彎曲件，還是空間彎曲件，除大量應(yīng)用于氣體、液體的輸送管路外，在金屬結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用也十分廣泛。管材彎曲加工的方法很多。按成形方法來分，主要有滾彎曲、模彎曲和無模彎曲三種。按彎曲時加熱與否，可分為冷彎曲和熱彎曲。按

2、彎曲時有無填充物，又可分為有芯（填料）彎管和無芯（填料）彎管。近年來，管材彎曲成形技術(shù)取得了新進(jìn)展，相繼開發(fā)出了零半徑鋼管彎曲加工、熱應(yīng)力彎曲和激光彎曲成形等最新技術(shù)[2]。在管材彎曲過程中，外側(cè)壁的減薄、破裂，內(nèi)側(cè)壁的增厚、起皺和橫截面畸變及其演化過程，以及卸載后的回彈及其控制，一直是包括管材彎曲成形在內(nèi)的工程界未能有效解決的技術(shù)難題，也是當(dāng)今國內(nèi)外塑性加工學(xué)科研究的難點和熱點。隨著大口徑薄壁管小彎曲半徑件和難變形材料（鈦合金）管的應(yīng)用推廣，上述問題日益嚴(yán)重。針對管材彎曲過程，國內(nèi)外研究者和工程技術(shù)人員主要從理論分析、實驗研究和有限

3、元數(shù)值模擬等方面開展研究[3]。目前針對管材彎曲成形從理論、實驗方面著手研究的較多，基于數(shù)值模擬研究的較少；針對加熱彎曲成形研究的多，而對冷彎成形研究的少；針對矩形管彎曲研究的多，針對圓管彎曲研究的少；研究純彎曲和均勻彎曲的多，但針對先進(jìn)而復(fù)雜的數(shù)控彎管工藝開展的研究不多，相關(guān)報道較少[3]。2數(shù)控彎管國內(nèi)外研究歷史、現(xiàn)狀分析6如前面所述，管材彎曲有很多方法，相應(yīng)地也就有不同的彎管設(shè)備。在各種方法中，繞彎是最常用的彎管方法，而繞彎最常用的設(shè)備是彎管機。彎管機的結(jié)構(gòu)形式很多，按彎管時加熱與否可分為冷彎管機和熱彎管機兩類；按傳動方式可分為

4、手動、氣動、機械傳動和液壓傳動四種；按控制方式又可分為手控、半自動、自動和數(shù)控四種。機械傳動式彎管機結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，通用性大。液壓彎管機傳動平穩(wěn)、可靠、噪音小，結(jié)構(gòu)緊湊，能彎制不同直徑的管材。半自動控制的彎管機，一般只對彎管角度進(jìn)行自動控制，主要用于中、小批量的生產(chǎn)。自動控制的彎管機通過尺寸預(yù)選機構(gòu)和程序控制系統(tǒng)對彎管全過程（送進(jìn)、彎管和空間轉(zhuǎn)角）實行自動控制，這種彎管機一般采用液壓傳動，適用于大批量生產(chǎn)。數(shù)控彎管機能夠根據(jù)零件圖規(guī)定的程序和尺寸，通過輸入數(shù)據(jù)來實現(xiàn)彎管過程的全自動控制，它適用于大批量生產(chǎn)，尤其是管件尺寸參數(shù)多變的

5、場合[4]。數(shù)控彎管機是基于矢量彎管原理，按程序通過數(shù)字控制系統(tǒng)來彎曲用戶所需的任意空間立體管件的現(xiàn)代重要的先進(jìn)彎曲加工設(shè)備，其執(zhí)行機構(gòu)主要包括夾緊彎曲機構(gòu)和管材送進(jìn)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。隨著微機技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)在的數(shù)控彎管機一般都采用微機控制，故也稱為CNC(ComputerNumericalControl)系列的彎管機。由于計算機可完全由軟件來確定數(shù)字信息的處理過程，從而具有真正的“柔性”，使數(shù)控系統(tǒng)的性能大大提高[2]。三維數(shù)控彎管的發(fā)展與計算機技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，早在20世紀(jì)70年代，時值世界各國矢量彎管技術(shù)剛剛起步，美國伊頓-列昂納德

6、（EATON-LEONARD）公司就已研制生產(chǎn)了計算機數(shù)控（CNC）彎管設(shè)備，這套設(shè)備包含一臺VECTOR1管形測量機和一臺VECTORBEND150彎管機，這套設(shè)備集數(shù)據(jù)測量、管形數(shù)據(jù)計算和數(shù)控彎管多項新技術(shù)于一身，首創(chuàng)計算機編程數(shù)控彎管之先河，大大提高了當(dāng)時的數(shù)控彎管水平[5]。20世紀(jì)80年代，日本千代田工業(yè)株式會社在美國伊頓-列昂納德公司的研究成果上，成功研制了M-1型管型測量機和EC、TC兩種系列十多種型號的數(shù)控彎管機[6]，與VECTOR1相比，M-l功能更強大，數(shù)據(jù)精度更高，很快便以嶄新技術(shù)面貌擠入了國際市場。我國的矢量

7、彎管技術(shù)研究起步較晚，但發(fā)展較快。早在19706年武昌造船廠就研制成功一臺數(shù)控彎管機，這是國內(nèi)自主研制的第一臺數(shù)控彎管機。1973武昌造船廠又成功研制了SKWG-2型數(shù)控彎管機。此后上海造船工藝研究所、泰州海光機械廠等多家國內(nèi)企業(yè)也陸續(xù)研制推出了數(shù)控彎管機。在80年代中期中國航空精密機械研究所研制成功了DGC-l型五坐標(biāo)導(dǎo)管測量機，其測量精度技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到美國VECTORI管形測量機的水平，它的研制成功是國內(nèi)數(shù)控彎管技術(shù)的一個突破，填補了國內(nèi)導(dǎo)管測量技術(shù)的空白。1993年，由長治鍛壓機床廠和英國ADDISON機床有限公司合作生產(chǎn)的DB

8、275CNC彎管機，通過了機電部組織的技術(shù)鑒定。這種新型彎管機是世界上最大、自動化程度最高的一種冷變?nèi)S全功能數(shù)控彎管機。圖1DB80B(CNC)彎管機外形圖[2]圖1是英國Addison公司生產(chǎn)的一臺代表彎管世界先進(jìn)水