矩形管材弯曲模型芯中凸高度的计算方法

1.型芯轮中凸高度计算公式

矩形管材通常不会用作流体输导管，大多数是用在建筑附属件的支撑结构上，一般只需要外径和两侧面外观平整，而内侧面的变形基本不作强调，这就为外观面的防皱措施提供了空间。

正方形、矩形管材弯曲模型芯轮起凸是防止管材侧壁起皱的有效手段。通过长期实践和数据积累发现，起凸的高度是可以计算的。其思路的主旨是，将管材中线以内的压缩变形量转变为型芯起凸的高度。

文字表述：中线以内的压缩变形系数乘以中线以内的变形宽度，减去材料在自然条件（自然条件指常温、无正负压力的状态下）下的蠕合能力和比对值（比对值指材料在无压边条件下材料厚度与变形直径的比值，亦即材料的自蠕合能力），所得的值乘以2倍，即为管材受压边由直线改变为曲线所增加的长度。

管材弯曲不起皱的平衡条件是：

式中 L——压缩变形量（mm）；

R——弯曲半径（mm）；

t——管材壁厚（mm）；

B——管材弯曲方向宽度（mm）。

如果计算所得大于0，就有必要设置型芯起凸。

至此，可将计算结果加到型芯轮工作线长度上，令直线段变成弧线。如果所形成的弧太高，影响到管材两侧壁成形，则可将侧壁位左右各剔空（2～4）t，可得良好的效果（见图3-74c）。

通过计算我们知道，材料自蠕合的值 其实很小，在相对厚度不大的情况下，只需将计算结果作适当的舍入即可。

2.型芯轮中凸形式

型芯轮起凸的截面图形可以是梯形（见图3-74a）、弧形（见图3-74b、c）和中嵌半圆形（见图3-74d），这三种形状，依次适合于曲率由小到大的工件的弯制。

图3-74 不同形式芯轮剖面图

在试制阶段，利用现有的平底型芯轮，粘（焊）上合适高度的钢带或合适直径的圆钢条试模，提取数据后再对型芯轮进行改造，可以取得事半功倍的效益。(www.xing528.com)

这一计算方法适合于以外平面作为外观面的矩形管件，将其应用扩展到圆管、六方管的绕弯和方形管滚弯加工，具有同等的意义与实际效果，如图3-75所示。

例：某矩形管外形尺寸为20mm×30mm，壁厚为1mm，在宽度20mm的方向上弯制R＝50mm，加工后半成品如图3-76所示，试计算型芯轮中凸高度。

图3-75 圆管、六方管型芯轮起凸

已知：R＝50mm，B＝20mm，t＝1mm。

将数据代入公式，得

2×（0.2×9－0.006）mm＝3.588mm，弦高为6.42mm，如图3-77所示。

图3-76 矩形管弯曲效果

图3-77 型芯轮起凸设计

当管材的相对弯曲半径过小时（B／R≤5），中线内侧产生的剩余材料太多，一条曲线不足以完全容纳，此时可采用二条曲线即所谓双肋法来加工型芯轮，如图3-78所示。

图3-79所示的成形条件：中肋铝合金管，料厚为1.2mm，宽为50mm，弯曲方向B＝25mm；型芯轮工作直径为100mm。灌黄沙，黄沙含水量约1.5％。

图3-78 双肋型芯轮

图3-79 双肋型芯弯管