JCOE直缝埋弧焊管成型工艺参数计算.docx

JCOE直缝埋弧焊管成型工艺参数计算
1成型工艺简介
直缝埋弧焊钢管渐进式JCO成型的主要控制参数是钢板横向进给步长和上模压下量。将成型过程分解为N+1步(N为正整数)，按设定步长对钢板进行横向自动送进并进行折弯．实现渐进式J—C—O成型。钢板以横向进入成型机，在送料小车的推动下，近行第一阶段N/2个步长的多步逐次弯曲，实现钢板前半部的“J”成型；第二阶段首先使经过“J”成型的钢板快速横向送进给至横向指定位置，从另一端开始对未成型的钢板进行另一个N/2步长的多步逐次弯曲，实现钢板后半部分的成型，完成“C”成型；最后对“C”型管坏的下部进行一次弯曲，实现“O”成型，成型后开口一般不大于120mm。图1为N=14的成型过程简图：

图1N=14的成型过程简图
2成型工艺各参数的确定
JCO成型工艺的几个重要参数有步进距离、步数、上模半径、下模开口、折弯下死点Y、折弯力、平行度以及挠度等。通过多个参数的合理应用配合才能得到良好的管型。
2.1步进距离（L2）：根据实际模具使用情况及扩径率确定，通过长时间的生产总结，步进距离在一般在80～170mm之间，可以得到良好的管型。
2.2步数（N）：N=（C-2L1）/L2。（L1为弯边长度）
2.3下模开口：下模开口的选用原则是在小于两倍预弯弯边长度的前提下，尽量选用较大的开口（但开口不宜大于D/2，实际生产中开口大于D/2时，容易造成压伤），以减少设备的成型压力，从而降低损耗。
2.4平行度及挠度：平行度及挠度需在成型过程中，注意观察板边状态进行调整。如开口量两端不一致，则需调整平行度，相对增大开口量大的一端的下死点数据；如钢管开口中间大两端小或中间小两端大，则需增大或减小挠度补偿来进行调整。
2.5上模半径的选用：根据说明书提供公式Rp=R＇/{1+[K*σs*R＇/E*t]}进行选择，选取模具半径小于、但最接近计算半径的模具。选取模具半径越接近计算值，管型越好，也可可适当选取较大的步进，从而减少成型时间，大批量生产时，此点尤为重要。
Rp—上模半径
R＇—回弹后工件的内半径
K—回弹系数（3＜K＜4）本公式中取K=3.5
σs—材料屈服强度
E—材料弹性模量200GPa
t—钢板厚度
2.6成型下死点Y：这里重点介绍成型数据的计算，也就是成型下死点Y值。以往生产，都是通过调试，才能找到理想的Y值，浪费了大量的时间，管型也难以保证，通过分析、现场实际应用以及对折弯参数的记录和整理，总结了以下公式，通过以下公式求得折弯机下死点位置参考数据Y，大大减少了更换规格后的调整时间，并且能得到比较良好的管型。
这里成型数据的获得是通过上模半径公式演变过来，通过假设成型后钢管开口量为100mm的情况下，计算出这时钢管半径R1；通将R1代入上模半径计算公式，计算出当成型后钢管开口量为100mm时，所需要的上模半径，这时的上模半径加一个壁厚就是上模压至所需下死点时的外径R2；通过勾股定理计算出图中X的长度；并通过实际测量出折弯机压至下模的最低点403mm，计算出Y值大小；此处403为参考点数值，可通过其他方法获得，只需进行加减计算即可获得成型数据，相关公式如下。（公式中R120为下模参数，其中未考虑圆角，55可通过机械制图标注或者实际计算获得，见图2）
成型后钢管半径R1=（C+π*t+100）/π
其中C=｛R/（1+扩径量）-t｝*π
下压至下死点时，钢管外半径：R2=（R1-t）/{1+[K*σs*R＇/E*t]}+t
X2=（R2+120）2-（55+B/2）2
h=X-10-R2
折弯机上模压至下模的最低点位置数值为n，则折弯机使用数据Y=n-h-t

图2
通过以上计算数值与实际记录的大量数值进行对比，计算数值与实际数值差不大于1mm，对生产能起到很好的指导作用。
计算时需注意以下两点：
计算时钢板屈服强度σs需尽可能的接近实际情况，但钢板屈服强度对结果影响相对较小。
下模开口对计算数据影响非常大，需精确到1mm。