邵國慶，趙寅妮，石 萍，李沖健

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數(shù)控彎管機(jī)與非數(shù)控彎管機(jī)在無余量下料計(jì)算方法上的區(qū)別研究

邵國慶，趙寅妮，石 萍，李沖健

（大連船舶重工集團(tuán)舾裝有限公司，遼寧大連116013）

為了區(qū)分?jǐn)?shù)控彎管機(jī)與非數(shù)控彎管機(jī)在無余量下料計(jì)算方法上的不同，解決數(shù)控彎管機(jī)與非數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法難題。本文介紹了傳統(tǒng)的非數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法，及其應(yīng)用在數(shù)控彎管機(jī)的管子彎曲加工過程中出現(xiàn)的問題，并根據(jù)數(shù)控彎管機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)，分析計(jì)算得出數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法。得出非數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法及公式和數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法及公式。為管子先焊后彎加工工藝在數(shù)控彎管機(jī)上應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，對推進(jìn)數(shù)控彎管機(jī)的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)作用。

數(shù)控彎管機(jī) 非數(shù)控彎管機(jī) 無余量下料 計(jì)算方法 公式

0 前言

目前國內(nèi)管件加工企業(yè)一般使用非數(shù)控彎管機(jī)和數(shù)控彎管機(jī)兩種彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工。在使用傳統(tǒng)的非數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法應(yīng)用在數(shù)控彎管機(jī)的管子彎曲加工過程中出現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)數(shù)控彎管機(jī)與非數(shù)控彎管機(jī)在無余量下料計(jì)算方法上有著本質(zhì)上的不同。管件加工企業(yè)傳統(tǒng)均掌握針對非數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法，而對數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法未見有涉及。鑒于數(shù)控彎管機(jī)的推廣應(yīng)用及普及，要求我們掌握針對數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法，區(qū)別數(shù)控彎管機(jī)與非數(shù)控彎管機(jī)在無余量下料計(jì)算方法，推進(jìn)數(shù)控彎管機(jī)的應(yīng)用。

1 非數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法

根據(jù)以往非數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的經(jīng)驗(yàn)，無余量下料計(jì)算方法采用“后段減前彎延伸”。具體非數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算公式總結(jié)如下：

針對連續(xù)個(gè)彎曲段的一根管件，n>=2，相應(yīng)參數(shù)加角標(biāo)1……表示，并通過設(shè)計(jì)和測量得如下參數(shù)值：首直管段長、第二段直管段長、第段直管段長、尾直管段長；第一彎曲角弧長、第二彎曲角弧長、第彎曲角弧長；設(shè)計(jì)圖紙中首段封閉尺寸、第二段封閉尺寸、第段封閉尺寸、尾段封閉尺寸；第一彎曲角切線、第二彎曲角切線、第彎曲角切線；第一彎曲角產(chǎn)生延伸值為、第二彎曲角產(chǎn)生延伸值為、第n彎曲角產(chǎn)生延伸值為；管件下料總長；總結(jié)針對非數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法具體公式如下：

(1）

2 數(shù)控彎管機(jī)使用非數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法的彎曲情況分析

我們根據(jù)非數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法，模擬數(shù)控彎管機(jī)彎曲管子的過程，使用設(shè)定的管子進(jìn)行彎曲（如圖1）。

假設(shè)管子具體尺寸如圖1中最上方管子圖所示：第1直管段15 mm，第1彎管段15 mm，第2直管段40 mm，第2彎管段15 mm，第3直管段15 mm；第1、2彎管的延伸值均為5 mm。按照數(shù)控彎管機(jī)彎曲管子的過程：

1）管子去掉延伸量下料劃線，參見圖1中“無余量下料劃線”；2）數(shù)控彎管機(jī)彎曲第1個(gè)彎，參見圖1中“彎曲第1個(gè)彎”；3）數(shù)控彎管機(jī)小車送進(jìn)第2直段，參見圖1中“小車送進(jìn)第2直段”；4）數(shù)控彎管機(jī)彎曲第2個(gè)彎，參見圖1中“彎曲第2個(gè)彎”。

由圖2所示的模擬過程分析可得：管子彎曲后第二段封閉尺寸短了第一彎的延伸值，第三段長了第一彎的延伸值。通過分析“前直段短一個(gè)延伸，后一段長一個(gè)延伸”，發(fā)現(xiàn)后段長是前段“累積”過來的。為此：數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算應(yīng)把前段延伸不減而把累積延伸在最后一直段全部減掉。而不能采取傳統(tǒng)“后段減前彎延伸”的無余量計(jì)算方法。

3 數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法

根據(jù)以上分析內(nèi)容“數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算應(yīng)把前段延伸不減而把累積延伸在最后一直段全部減掉”。具體數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法總結(jié)如下：

圖1 管子使用非數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法在彎管機(jī)上彎曲示意圖

圖2 管子使用數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法在彎管機(jī)上彎曲示意圖

針對連續(xù)個(gè)彎曲段的一根管件，>=2，相應(yīng)參數(shù)加角標(biāo)1……表示，并通過設(shè)計(jì)和測量得如下參數(shù)值：首直管段長、第二段直管段長、第段直管段長、尾直管段長；第一彎曲角弧長、第二彎曲角弧長、第n彎曲角弧長；設(shè)計(jì)圖紙中首段封閉尺寸、第二段封閉尺寸、第段封閉尺寸、尾段封閉尺寸；第一彎曲角切線、第二彎曲角切線、第彎曲角切線；第一彎曲角產(chǎn)生延伸值為、第二彎曲角產(chǎn)生延伸值為、第彎曲角產(chǎn)生延伸值為；管件下料總長；總結(jié)針對非數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法的具體公式如下：

（2）

4 適用數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法的情況分析

我們根據(jù)數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法，模擬數(shù)控彎管機(jī)彎曲管子的過程，使用設(shè)定的管子進(jìn)行彎曲（如圖2）。

假設(shè)管子具體尺寸如圖2中最上方管子圖所示：第1直管段15 mm，第1彎管段15 mm，第2直管段40 mm，第2彎管段15 mm，第3直管段15 mm；第1、2彎管的延伸值均為5 mm。按照數(shù)控彎管機(jī)彎曲管子的過程：

1）管子去掉延伸量下料劃線，參見圖2中“無余量下料劃線”；2）數(shù)控彎管機(jī)彎曲第1個(gè)彎，參見圖2中“彎曲第1個(gè)彎”；3）數(shù)控彎管機(jī)小車送進(jìn)第2直段，參見圖2中“小車送進(jìn)第2直段”；

4）數(shù)控彎管機(jī)彎曲第2個(gè)彎，參見圖2中“彎曲第2個(gè)彎”。

根據(jù)“數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算應(yīng)把前段延伸不減而把累積延伸在最后一直段全部減掉”進(jìn)行的管子彎曲加工模擬得到的管子各段尺寸符合要求。

5 實(shí)例

我們在張家港生產(chǎn)制作的一臺(tái)Φ114數(shù)控彎管機(jī)上進(jìn)行管子彎曲加工。根據(jù)掌握的針對非數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法和數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法分別進(jìn)行管子彎曲加工。具體管形及管子參數(shù)見圖3和表1。

圖3 管子結(jié)構(gòu)示意圖（單位mm）

經(jīng)過試驗(yàn)測試得到：

輸入彎曲角92.6°時(shí)所得回彈成形角90°，對應(yīng)延伸21.8mm，切線為361mm，弧長565.7mm；

輸入彎曲角20.5°時(shí)所得回彈成形角20°，對應(yīng)延伸6.4mm，切線為65mm，弧長125.2mm。

1)使用非數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法，根據(jù)公式1計(jì)算：

根據(jù)以上無余量下料計(jì)算方法計(jì)算出的管子加工參數(shù)信息，見表2。

在該數(shù)控彎管機(jī)上進(jìn)行管子彎曲加工，通過彎曲后經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)彎曲角度準(zhǔn)確，第一段封閉尺寸準(zhǔn)確，第二段封閉尺寸678 mm短了第一彎的延伸值（700-678=22 mm），第三段封閉尺寸822 mm長了第一彎的延伸值（822-800=22 mm）。實(shí)例試驗(yàn)證明了“3.數(shù)控彎管機(jī)使用非數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法的彎曲情況分析”闡述的內(nèi)容，說明使用傳統(tǒng)“后段減前彎延伸”的非數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算方法不適應(yīng)數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲，有送進(jìn)小車的數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法與非數(shù)控彎管機(jī)在無余量下料計(jì)算方法上是有區(qū)別的。

2)使用數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余

量下料計(jì)算方法，根據(jù)公式2計(jì)算：

根據(jù)以上無余量下料計(jì)算方法計(jì)算出的管子加工參數(shù)信息，見表3。在該數(shù)控彎管機(jī)上進(jìn)行管子彎曲加工，所得到的管子結(jié)構(gòu)。通過彎曲后經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)彎曲角度準(zhǔn)確，第一段封閉尺寸準(zhǔn)確，第二段封閉尺寸準(zhǔn)確，第三段封閉尺寸準(zhǔn)確。

6 結(jié)語

通過傳統(tǒng)的非數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法和數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法的研究和歸納，應(yīng)用模擬數(shù)控彎管機(jī)彎曲管子的過程，總結(jié)了數(shù)控彎管機(jī)與非數(shù)控彎管機(jī)在無余量下料計(jì)算方法上各不相同之處。制定了數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算方法——數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行管子彎曲加工的無余量下料計(jì)算應(yīng)把前段延伸不減而把累積延伸在最后一直段全部減掉，并得出了數(shù)控彎管機(jī)無余量下料計(jì)算公式。為管子先焊后彎加工工藝在數(shù)控彎管機(jī)上應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，對推進(jìn)數(shù)控彎管機(jī)的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)作用。

[1] 付錦云主編.《船舶管路系統(tǒng)》.哈爾濱.哈爾濱工程大學(xué)出版社,2009.

Research on Distinction of Calculating Methods of Allowance-free Cutting for Numerical Control Bend Pipe Machine and Non-numerical Control Bend Pipe Machine

Shao Guoqing, Zhao Yinni, Shi Ping, Li Chongjian

(Dalian Shipbuilding Industry Outfitting Co., Ltd. , Dalian 116013, Liaoning, China)

The purpose of this paper is to distinguish the calculations of allowance-free cutting for either numerical control bend pipe machine or non-numerical control one, and to solve the puzzle of those calculating methods. This paper introduces the traditional calculating method for allowance-free cutting for non- numerical control bend pipe machine and the issues from pipe bending process applied in this method, furthermore, obtains the method of allowance-free cutting for numerical control bend pipe machine by analyzing and calculating according to operation characteristics of numerical control bend pipe machine. It gives the methods of allowance-free cutting for both non- numerical control and numerical control bend pipe machine, which establishes the foundation for application of processing technologies of first welding together then bending for pipes to numerical control bending pipe machine , and provides some guidance to promote the application of numerical control bending pipe machine.

numerical control bend pipe machine; non-numerical control bend pipe machine; allowance-free cutting; calculating method; formula

TH122

A

1003-4862（2017）01-0020-04

2016-10-15

邵國慶(1982-)，男，工程師。研究方向：船舶舾裝、彎管機(jī)。Email: 13478444642@163.com