CB125T手把管的弯管机弯曲模具设计

 CB125T手把管的弯管机弯曲模具设计

    重庆大学陈霞温彤

    [摘要]介绍了CB125T摩托车手把管的弯管机弯曲工艺及模具，并以该件为例介绍了CNC弯管机弯模设计中的几何尺寸计算方法。

    关键词：  管材  弯曲  模具设计  弯管机

    1  引  言

    图1所示的CB125T两轮摩托车手把管，材料为20钢-是一个典型的薄壁钢管弯曲件。其基本的加工工艺顺序为：管坯下料、校直、弯曲、滚花、钻孔、检验。弯曲是其中一个十分重要的加工环节，弯曲质量的好坏，对后续加工工序和管制件的整体质量水平影响很大。

为保证生产效率和加工质量，CB125T摩托车手把管的弯曲采用了适合大批量、高精度要求管件加工的数控(CNC)弯管机，机型是日本OPTON公司的MS-50R型。该型号弯管机所能弯曲的最大钢管直径为50mm，最大管壁厚2. 3mm，最大弯曲半径为150mm，弯曲角度o。～1950．

2 CB125T手把管的弯管机弯曲工艺与模具

    弯管机的弯管方式是“缠绕式”弯曲，该方式将管件的各个弯头依次进行弯曲，最终完成整个管件的弯曲。由于结构上的原因，不同型号的弯管机对所弯管件在几何形状及尺寸上都有一定的要求。除了由弯管机设备型号所确定的一些参数，如弯管的最大直径D，管坯的最大长度L,弯曲最大角度，最小和最大弯曲半径r和R等外，还要求管件每两个弯头之间以及管的两端头有足够长的直线段Z．以便于弯曲时管材的夹紧和弯制，一般L的取值应大于(1.5～3)D。

    根据图1可知．CB125T手把管的管径D．管坯总长L，相对壁厚t/D，最大弯曲角度P，弯曲半径R和r等均满足MS-50R弯管机要求。但经计算后知该件两端的两个弯头之间的直线段长度，为5. 52mm（计算方法见后），小于MS-50R弯管机允许的最小直线段长度。为了能在现有的设备上进行生产，必须采用与传统的标准弯管机弯曲模具所不同的结构形式。由此我们利用了OPTON MS-50R型CNC弯管机可同时安装两套弯模来加工同一管材这一功能，设计出两套弯模来弯制该手把管。第一套弯曲模具与常用的标准弯管机弯曲模具一样，称为标准型，第二套为非标准型，称为异型-结构形式如图2所示。异型弯模和标准型弯模主要的不同在于与夹紧模相配合的部分。根据CB125T

手把管的管形特点，异型弯模上与夹紧模相配合的部分做成对称两个方向的弧形型槽，这样既保证了弯曲时有足够的夹持长度，又不会使管件和弯曲模发生干涉，从而实现了弯管机的缠绕式弯曲，无论从手把管左端还是右端开始弯曲，第一个弯头采用的都是标准型，第二个弯头用异型，第三个弯头用标准型，最后是异型。

3异型弯模设计与几何计算

    CB125T手把管异型弯模设计的主要内容在亍弧形型槽的设计，其关系则是确定一些空间几何尺寸，如图2所示异型弯曲模的直线段长度Z（两段圆弧间的真线段长度EF），角a及p的大小等。

    一根多段不共面管材弯曲（空间弯曲）件的形状无论有多么复杂，几何尺寸计算时总可以将该管件用过管断面中心的轴线来表示，即简化为多段连续柏联的直线和曲线段后再进行计算，最后再考虑管子直径大小等。空间弯管件几何尺寸计算的常用方法有立体几何计算法和矢量计算法。

    利用立体几何方法计算空间弯管的几何尺寸，先要根据制件图搞清管形中各轴线的相互关系。由于在制件图中，一般各个视图都是将管形向空间相互垂直的平面投影而成的，据此确定管件各轴线在空间的关系，绘出反映各轴线几何关系的立体图，得到如图3所示的计算简图L由于CB12sT手把管的对称性，只绘出一半）。矢量计算法首先要建立坐标系，如图3所示，再根据制件图得到各几何点的坐标值进行计算。实际中常常两种计算并用。下面以CB125T手把管为例进行说明。

4结论

    经实际验证，上述弯管机弯曲工艺以及弯曲模具完全能弯制出合格的CB125T手把管弯管件，从而在间一台C,NC弯管机上弯制出了CB125T摩托车手把管，证明该弯管工艺及模具设计是成功的。目前，该模具已用于批量生产，并取得了很大的经济效益。该弯管工艺和弯曲模具结构形式，对在CNC弯管机上弯制短直线段管件有较高参考价值。