Conseils de conception de flexion du tube supérieur
Écrit par
Gloria
Publié
Apr 24 2025
Fabrication de tôles
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Dans le système de précision de la fabrication moderne, La technologie de flexion des tuyaux est comme un lien entre l'imagination et la réalité . Le système d'échappement rugissant des voitures, les cadres de meubles fermement soutenus, les structures de construction imposantes et même les réseaux de pipelines industriels sillonnants sont toutes inséparables de l'artisanat soigneux de ce processus clé. La conception précise de la flexion n'est pas seulement une ligne de défense solide pour la qualité des produits, mais aussi une clé importante pour ouvrir le canal pour améliorer l'efficacité de la production et obtenir une optimisation des coûts. Cet article analysera en profondeur les compétences pratiques de la conception de flexion des tuyaux et offrira aux ingénieurs et concepteurs un guide professionnel pour optimiser la conception des produits.
Quelles sont les causes de la flexion du tube?
Springback après la flexion du tube est un problème courant dans l'industrie manufacturière , affectant la précision dimensionnelle et les performances d'assemblage. Une compréhension approfondie des causes du retour de remontée et de la prise de mesures de contrôle scientifique peut considérablement améliorer la qualité du moulage. Ce qui suit est une analyse et une solution détaillées:
1. La cause principale de Springback
(1) Récupération de déformation élastique du matériau
① Loi de Hooke: Quand flexion , le matériau subit une déformation élastique + plastique en même temps, et la partie élastique récupère après le déchargement ② Paramètres d'influence clés:
Plus le module élastique (E) est élevé, plus le remontée de la remontée est élevée (par exemple Titanium Alloy Rebounds plus gravement que l'aluminium aloy)
Les matériaux avec une faible limite d'élasticité (σs) sont plus sujets à la déformation plastique
(2) Libération de contrainte résiduelle ① Distribution de contrainte inégale pendant la flexion:
Contrainte de traction à l'extérieur et contrainte de compression à l'intérieur
Le rééquilibrage du stress après le déchargement mène à la forme que le ressort de la forme
Les tubes à parois minces (t <2 mm) nécessitent 0,5 °
supplémentaires
(2) Pipe en acier en carbone Q235:
ajustement de la compensation selon le rapport diamètre d'épaisseur (d / t) (d / t> 1,5 ° à 20)
Traitement thermique du soulagement des contraintes (1) Optimisation de la température:
Réduction de 82% du taux de rebond due au recuit × 1H à 300 ° C (standard SAE AMS 2750)
500 ° C × 2H pour les alliages de titane (MIL-H-81200 Spécification de traitement thermique)
(2) Technologie de chauffage locale:
Chauffage précis de la zone de flexion par la bobine d'induction (± 10 ° C Précision du contrôle de la température)
Renforcement du système de moisissure
(1) Contrôle de la pression hydraulique:
Réduction de 15% du arrière-plan à ≥45 MPa (norme de pression ISO 12165)
La précision de contrôle en boucle fermée du servomoteur ± 0,1 MPa
(2) Nouvelle structure de moule:
Moule composite avec bloc de coussin élastique (conception brevetée pour compensation de rebond)
Fending progressive multi-rouleaux (processus spécial pour les conduits de l'aviation)
3. Comparaison des données d'application de l'industrie
Type de matériau
Angle de remontée de ressort typique
Schéma de contrôle recommandé
Base standard
6061 ALLIAGE D'ALUMINUM
2 ° -3 °
Compensation de surfacture + recuit à basse température
ASTM B241
304 en acier inoxydable
4 ° -6 °
Coldage chaud + correction hydraulique
gb / t 12777
TC4 Titanium Alloy
7 ° -10 °
Formation à chaud + surpression de moisissure
mil-dtl-32567
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4. Recommandations de la solution ultime
① Priorité de simulation numérique:
Utiliser l'autoforme / dynaform pour prédire le relâchement, l'erreur <0,5 °
② Système de compensation intelligente:
Rétroaction en temps réel de balayage laser + correction automatique du robot (configuration de la ligne de production de l'industrie 4.0)
Comment les tubes à parois minces évitent de s'effondrer?
Les tubes à parois minces (épaisseur de paroi / rapport diamètre <0,05) sont sujets à l'effondrement, à la ride et à d'autres défauts lorsqu'ils sont pliés. LS Système peigne les stratégies anti-colapse efficaces éprouvées de l'industrie , couvrant la sélection des tiges de base, le contrôle des processus et les technologies de soutien innovantes.
1. Solution d'optimisation du système Mandrel (1) correspondance précise du mandrin élastique ① Formule de calcul de diamètre:
Diamètre du mandrin en polyuréthane = diamètre du tube × 0,92 (valeur optimale de CN113634765A brevet)
Le mandrin en silicone convient aux tubes minces avec D <10 mm (dureté rivage 70a est la meilleure)
② Conception de combinaison à plusieurs étages:
Head Guide du carbure de section (HRC55)
Module anti-rides élastomer de la section médiane
Dispositif de compensation de pression d'air de section de queue (0,2-0,5 MPa)
refroidissement liquide d'azote + mandrin en polyuréthane
AMS 2772G
Pipe en acier inoxydable de puissance nucléaire
0,04
RADDING LASER MUR INTER
ASME B31.1
Tube mince en alliage de titane médical
0,02
Core métallique soluble + technologie de micro-flexion
ISO 13485
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5. Méthode de vérification de la qualité ① Détection de TDM industrielle:
Résolution ≤ 10 μm (norme ASTM E1695)
Analyse de reconstruction 3D du taux de réduction de l'épaisseur de la paroi
② Test de fluide:
Test de passabilité de la jauge de diamètre (GB / T 26080)
Test de pression atmosphérique 1,5 fois la pression de travail
Quel est l'angle de pliage maximal pour les tubes soudés sans couture vs?
Il existe des différences significatives dans les limites de flexion des différents processus de fabrication de tuyaux, et une compréhension correcte de ces limitations est essentielle à la sécurité des projets de pipeline. Voici des spécifications techniques détaillées compilées selon les normes internationales:
1. Spécification de limite de flexion du tuyau en acier sans couture (1) Pipe sans couture en acier inoxydable général ① ASTM A269 Stipule standard:
Angle de flexion maximum admissible: 180 ° (entièrement plié)
Restriction clé: Ce n'est que lorsque le rapport diamètre / épaisseur D / T ≥ 15 peut être mis en œuvre
Application typique: Système de pipeline propre dans l'industrie pharmaceutique
Pourquoi la conception du mandrin a-t-elle un impact sur la finition de surface?
(1) Distribution inégale de la contrainte de contact ① Mandure segmentée: la structure à charnière à 8 segments réduit les fluctuations de contrainte de 70%, la rugosité de surface RA < 3,2 μm (standard ISO 1302) ② Contrôle du gradient de pression: la pression frontale est maintenue à 25MPA et la pression arrière est maintenue à 8MPA
(2) Contrôle du coefficient de frottement
Core Rod Material
Traitement de surface
Coefficient de frottement
Scénarios applicables
Carbure
Revêtement en diamant
0,02
Tube de précision de qualité médicale
Polyuréthane
Mirror Polissing
0,15
Tube en aluminium à parois minces (T < 1 mm)
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(3) Gestion du champ de température
Mandage de refroidissement à l'azote liquide: contrôle de la température <150 ° C lors de la flexion de l'alliage de titane pour prévenir les précipitations de phase α (AMS 4943)
Système de chauffage d'induction: fluctuation de la température ± 5 ° C pour assurer un flux de matériaux uniforme
comment éviter les rides lors de la flexion de grands diamètres?
(1) Optimisation du système de mandrin ① Mandure de support hydraulique: Lorsque le diamètre est ≥200 mm, la pression interne est maintenue à 15-20MPA (EN 10305-4) ② Multi-ball Mandrel: 5-ball, espacement = 1,5d (d est le diamètre de tube)
(2) Contrôle des paramètres de processus
Diamètre du tuyau (mm)
Rayon de flexion minimum
Vitesse recommandée (mm / s)
Contrôle de la température
200
4d
2
température normale
300
5d
1,5
Chauffage local 150 ℃
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(3) Renforcement des moisissures
Ensemble de rouleaux de profilage: 3 ensembles de rouleaux auxiliaires, augmentation du gradient de pression (10/15 / 20MPA)
Bloc de pression latérale: Empêcher l'ovalité de la section transversale de dépasser la tolérance (GB / T 19830 nécessite ≤3%)
Quels sont les coûts cachés de la flexion multi-plans?
(1) Coût de débogage du processus
① Consommation temporelle du remplacement de la moisissure: Pour chaque plan supplémentaire, le temps de débogage augmente de 4 à 6 heures
② Perte des pièces de test: en moyenne, 5-8 contributions de test sont nécessaires pour respecter la norme
(2) Coût de risque de qualité
Erreur cumulative: Pour chaque surface de flexion supplémentaire, la tolérance à l'angle est agrandie de ± 0,5 ° (ISO 2768)
Taux de ferraille: le taux de ferraille de la flexion 3D est de 300% plus élevé que celui de la flexion unique (données réelles du tuyau d'échappement automobile)
(3) Perte d'équipement
Dimension de flexion
Taux d'usure de la matrice
Charge hydraulique du système
plan unique
1x
100%
trois plans
2,5x
180%
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Quels matériaux doivent être à chaud?
(1) Matériaux à haute résistance ① Alliage de titane:
Température de flexion chaude 750-900 ℃ (MIL-DTL-32567) ② Inconel 718: Doit être à chaud et à la flexion de flexion à froid 100%
(2) Pipes à parois épaisses Acier du carbone: T / D > 0,1 doit être chauffé à 600-800 ℃
Acier inoxydable: épaisseur de paroi > 12 mm nécessite un chauffage à induction local
(3) Conditions de travail spéciales
MATÉRIAUX
Limite de flexion à froid
Spécification de flexion chaude
en acier inoxydable duplex
R < 5D nécessite une flexion chaude
ASTM A790 850 ℃ ± 20 ℃
ALLIAGE ALLINIM 7075
Tout virage nécessite une flexion chaude
AMS 2772G 200-250 ℃
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comment vérifier efficacement la qualité de flexion?
(1) Détection de dimension ① Mesure à trois coordonnées:
Tolérance à l'angle ± 0,5 ° (grade ISO 2768-M)
La rectitude ≤0,1 mm / 300 mm ② Détection de la jauge GO / sans go:
Taux de réussite GO / No-Go 100% (GB / T 26080)
(2) Qualité de surface Détection de rugosité: RA≤3,2 μm (le tube médical nécessite RA0,8 μm)
CT industriel Scanning: Résolution 20 μm, détecter les rides internes
(3) Test de performance
Type de test
Méthode standard
Index qualifié
Test de pression
1,5 fois la pression de travail
Maintenir la pression pendant 10 minutes sans fuite
Analyse métallographique
ASTM E3
Déformation des grains ≤ 30%
Test de fatigue
10 ^ 6 cycles
Aucune extension de crack
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Résumé
En intégrant la conception du mandrin segmenté, le contrôle intelligent de la température et de la pression, et de l'optimisation précise des paramètres du processus, combinée à des normes internationales telles que les modèles de prédiction ISO / ASTM et AI, la technologie moderne de flexion des tubes a réussi à surmonter les problèmes de l'industrie tels que les défauts de surface, la ride et le redressement, et la réalisation d'ul-de résistance a atteint le taux de rattrapage de RA≤0. à moins de 0,5%. En conjonction avec la TDM industrielle et les systèmes d'inspection complets à trois coordonnées, un écosystème de qualité en boucle fermée de la simulation de conception à la fabrication intelligente a été construit, fournissant une solution économique et fiable pour le traitement complexe des tuyaux.
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