空间多角度弯管的夹角、料长计算及工艺优化

目前，精密弯管件越来越被机械制造行业广泛采用。特别是空间形状复杂的弯管件，不仅对工艺设计提出了较高的要求，更重要的是对工艺设计中管件展开尺寸、弯曲中心角度、定位角度以及管件弯曲伸长量等有关参数的精确尺寸提出了较高的要求。采用作图法求作弯管的空间夹角和展开长度方法较简单，但精准度较差，而采用计算法就可大大提高精准度。

1.空间多角度弯管的夹角计算

（1）第一类型弯管空间夹角的计算 图4-8所示为空间弯管（中心线）的简图，若投影夹角1、2已知，求其空间夹角的计算步骤如下：

图4-8 空间弯管（第一类型）的简图

表4-4 常见板料手工成形的几种缺陷及防止措施

a′b=a′pcos∠1

在△a′b′d′中

a′d′=a′b′cos∠2=a′pcos∠1cos∠2

在△a′pd′中

cos∠1、cos∠2的值可由三角函数表查得；β角大小可由cosβ值通过查反三角函数表查得。对夹角α可按下式计算：

α=180°-β

（2）第二类型弯管空间夹角的计算 如图4-9所示为空间弯管的简图（属第二类型弯管），若已知投影夹角∠1、∠2、3，则其空间夹角的计算步骤如下：

图4-9 空间弯管（第二类型）的简图

在△abd中

ad=a′d′，bd=b′f′(www.xing528.com)

在△a′b′d′中

在△a′b′f′中

在△a′e′p中

空间夹角α： α=180°-β

2.弯管工艺方法

空间弯管可采用手工弯管；也可采用机械弯管，对于数量较少的弯管一般采用手工弯曲，而数量较多则用机械弯曲。机械弯管时，对于弯管的弯曲半径大于管子直径1.5倍，通常采用无芯弯管方法进行弯曲；而对管子直径较大且管壁较薄的管子则采用有芯弯管。

弯管形状的复杂程度不但取决于弯管的弯头数目，而且取决于弯头所在平面的数目，当所在平面数目越多则弯管越复杂，其弯管的难度也相应增加。空间弯管一般分段弯曲，其工艺步骤如下：

1）计算空间弯管的料长和夹角，并计算各弯头所在平面与平面之间的夹角。

2）根据各弯头的弯曲半径选取相应的弯曲模具。

3）根据各弯头方向安排弯曲顺序，一般让已弯曲的弯头处于弯管机或弯曲平台的上方。

4）按所选取的弯曲方法进行弯管。若选用手工弯管，则要进行灌砂、划弯曲区域线或加热区域线，管子进行加热，然后调整好待弯弯头与已弯弯头的夹角，再进行弯曲。如选取有芯弯管，则要选取弯管模和反变形滚轮（反变形槽）、划出弯曲区域线，上机调整好两弯头的夹角，用夹块夹紧管子进行弯曲。

图4-10 管子弯曲时的定位与弯曲

a）管子定位 b）手工弯管 c）机械弯管

1—平台 2—管子 3—平板 4—万能角度尺 5—水平仪 6—吊钩

管子弯好一个弯头后进行第二个弯头弯曲时，必须按两弯头所在的平面夹角进行定位，否则管子弯曲后无法达到技术要求。如图4-10a所示为手工弯管时的定位方法，定位时将管子2置于平台1上，将已弯管子的一端用起重钩吊起，使之与平台所成的夹角符合两弯头的夹角。为了检验管子定位的正确性，可用万能角度尺4与水平仪5等工具。检测时，将一平板3紧靠在倾斜的管子上，然后将万能角度尺调至弯管要求的角度靠于平板上，改变管子的吊起程度，使万能角度尺上水平仪成水平位置，此时管子吊起的角度符合两弯头的夹角，即可定位进行弯曲。手工弯管和机械弯管如图4-10b、c所示。