在当今工业制造领域,利用弯管机对不锈钢管件进行弯曲加工是一项极为常见的工艺操作。然而,管件起皱现象却始终是困扰众多生产企业的一大难题,它不仅影响产品的外观质量,还可能降低管件的结构强度与使用性能,进而增加生产成本,延误生产进度。
弯管起皱原因
材料因素
壁厚不均:当管材壁厚存在差异时,在弯曲过程中,管材各部位所承受的应力便无法均匀分布。尤其是壁厚较薄的区域,在弯曲应力的作用下,更容易因承受过大的压力而发生起皱变形。
硬度与韧性不匹配:部分不锈钢材料,如马氏体不锈钢,其硬度相对较高,但韧性却偏低。这类材料在受到弯曲应力时,难以通过自身良好的塑性变形来有效适应应力变化,因此相较于其他材料,更容易出现起皱问题。
各向异性:在不锈钢管材的加工过程中,由于轧制等工艺的影响,材料内部会形成各向异性的特性,即不同方向上的力学性能存在明显差异。这种各向异性会导致管材在弯曲时,不同方向的变形程度不一致,进而引发变形不均匀的现象,最终致使管材起皱。
工艺参数
弯曲半径过小:弯曲半径是影响弯管质量的关键参数之一。当弯曲半径过小,管件内侧在弯曲过程中所经历的压缩变形程度就会显著增大,大量材料在局部区域堆积,最终形成皱纹。
弯曲速度过快:若弯曲速度过快,管材在极短的时间内就要承受巨大的变形力。在如此短的时间内,材料根本来不及进行均匀的塑性变形,从而在局部产生严重的应力集中,这是引发起皱的重要原因之一。
模具压力不当:模具压力对于弯管起着至关重要的作用。若压力不足,管材在弯曲过程中就会出现滑动现象,无法按照预定的轨迹进行变形,导致变形不均匀而产生起皱;反之,若模具压力过大,管材局部会受到过度挤压,超出材料的承受极限,同样容易引起起皱。
模具因素
芯棒问题:芯棒的直径、形状以及位置都对管材内侧的支撑效果有着决定性影响。如果芯棒直径过小,就无法为管材内侧提供足够的支撑力;芯棒形状不合适,无法与管材内壁紧密贴合;或者芯棒位置不当,这些因素都会导致管材在弯曲时内侧失去有效支撑,进而引发起皱。
模具磨损:随着模具长期的使用,其表面不可避免地会出现磨损。磨损后的模具表面不再光滑平整,这会使得管材与模具之间的摩擦力大幅增大。同时,模具的尺寸精度也会下降,无法保证管材在弯曲过程中受力均匀,从而增加了管材起皱的可能性。
其他因素
润滑不足:在弯管过程中,管材与模具之间良好的润滑是确保弯管质量的重要条件。如果润滑不足,管材与模具之间的摩擦力就会显著增大,且在弯曲过程中,摩擦力的分布也会变得不均匀,这就容易导致管材在弯曲时受到的阻力不一致,最终引发起皱。
管材表面缺陷:管材表面若存在划痕、凹坑等缺陷,这些缺陷部位在弯管过程中就会成为应力集中点。当管材受到弯曲应力时,应力会在这些缺陷处高度聚集,远远超过管材其他部位的应力水平,从而极易引发起皱现象。
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避免起皱方法
避免方法分类 | 具体方法 | 详细说明 |
材料选择 | 选用优质管材 | 精心挑选壁厚均匀、材质均匀的管材,优先考虑韧性良好的奥氏体不锈钢,从源头上降低起皱风险。 |
工艺优化 | 调整弯曲半径 | 依据管材的具体规格和材质特性,合理设定弯曲半径,务必确保弯曲半径不小于管材外径的 2 倍,以保证管件在弯曲过程中的变形均匀性。 |
控制弯曲速度 | 采用相对较慢的弯曲速度,给予材料足够的时间进行均匀的塑性变形,避免因速度过快导致应力集中而引发起皱。 | |
精准控制模具压力 | 通过反复调试,找到最适宜的模具压力参数。既能保证管材在弯曲过程中稳定不滑动,又不会因压力过大而造成局部过度挤压。 | |
模具维护与改进 | 合理选择芯棒 | 根据管材的内径尺寸,精确选择直径匹配的芯棒。在安装芯棒时,严格按照工艺要求保证其伸入距离准确无误,为管材内侧提供可靠支撑。 |
定期更换模具 | 建立完善的模具定期检查制度,一旦发现模具出现磨损,及时进行更换。确保模具表面始终保持光滑,尺寸精度符合要求,使管材在弯曲时受力均匀。 | |
辅助措施 | 充分润滑 | 在管件表面和模具接触部位均匀涂抹适量的专用润滑剂,有效减小两者之间的摩擦力,确保管材在弯曲过程中顺畅变形。 |
检查管材表面 | 在加工前,对管材表面进行全面细致的检查,坚决避免使用存在表面缺陷的管材,防止因缺陷引发起皱。 |
在实际生产过程中,必须对上述诸多因素进行综合考量。从材料的选择采购,到工艺参数的精确设定,再到模具的维护管理以及各项辅助措施的落实,每一个环节都不容忽视。只有严格把控各个环节的质量,才能切实有效地解决弯管起皱问题,显著提高生产效率和产品质量,增强企业在市场中的竞争力。
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