用AutoCAD软件对弯管芯棒进行快速图解设计.doc

周遐余 , 赵立军 (哈尔滨工业大学 (威海) ,山东 威海 264209) [ 摘要 ] 介绍了利用 AutoCAD 软件对管材弯曲工艺中弯管芯棒进行快速图解设计的方法 。 利用该法可对不同弯曲半径 、弯曲角度 、壁厚的管材的弯管芯棒进行快速优化设计 。利用 Auto2 CAD 进行图解法设计的弯管芯棒尺寸准确 ,结构合理 ,加工工艺性好 ,使用寿命长 。 [ 关键词 ] AutoCAD ;弯管芯棒 ;快速图解设计 中图分类号 : T G355 . 4 文献标识码 :B 文章编号 :1000 - 8446 (2003) 03 - 0017 - 02 The Fa st Dra wing of Mandril in Bending Tube by Using AutoCAD Z HO U Xi a2yu , Z HA O L i2j u n ( Harbine Instit ute of Technology ( Weihai) ,Weihai 264209 ,China) Abstract : This paper brings forward a means of fast drawing of t he mandril’s st ruct ure in bend2 ing t ube by using AutoCAD. In t he means ,t he mandrils wit h various bending radiuses ,or various bend2 ing angles ,or various chickness of t ube wall can be designed fleetly , and t he mandrils not o nly are of rig2 orous size ,scientific st ruct ure ,lo ng life but also can be p roduced easily 。 Key words : AutoCAD ; mandril in bending t ube ; fast drawing design 对管材进行弯曲时 ,尤其对薄壁管材进行弯曲 时 ,一般采用有芯棒的绕弯工艺 。这种弯曲工艺可 适用于大批量的工业生产中 。其中 ,芯棒是这种弯 曲工艺装置中的重要部件 ,其作用是从管坯内部支 撑管壁 ,防止管材截面畸变和管壁褶皱 。芯棒的结 构不但要满足弯管工艺的要求 ,而且要求便于制造 , 便于维修 ,成本低 ,寿命长 。由于实际生产中 ,管材 的外径 、弯曲半径 、管材的壁厚各不相同 ,其弯管芯 棒的结构及尺寸也多种多样 ,因此设计中很难用统 一的公式对其进行方便的设计计算 。Auto CAD 是 一种功能强大的计算机辅助绘图与设计软件 ,其突 出的优点是利用图解法可方便地进行结构构造及优 化设计 ,且结构设计完成后 ,可精确地标注尺寸 。这 种优点极有利于对弯管芯棒进行快速优化设计 。 通过对表 1 中薄壁不锈钢直缝焊管进行的大 量弯管试验 , 设计了一种能适用于 90°以下弯管的 结构简单的便于制造的芯棒 ,如图 1 所示 。由图 1 可以看出 ,这种芯棒是一种完全以轴线为对称的结 构形式 。弯曲过程中 ,有两个支撑球面承受弯管的 径向变形力 ,在弯曲角度的不断变化过程中 ,支撑球 面在中间连接轴的带动下 ,绕球窝摆动 ,同时支撑球 还可绕连接轴回转 。因此 ,支撑球面 360°圆周方向 均可为工作面 ,从而提高了其磨损寿命 。这种形式 的芯棒适用范围广 ,既能适用于普通管材的弯曲 ,又 能够适用于薄壁管材的小半径弯曲 。对于壁厚 1 . 3 mm ,外径 51 mm 的不锈钢管材 ,利用这种结构的 芯棒可使其弯曲半径小到管材外径的 1 . 1 倍 。文中 以 90°薄壁弯管为例 ,介绍用 Auto CAD 软件对对称 球窝式弯管芯棒进行快速结构设计的方法和步骤 , 对于其他角度的弯管芯棒的设计原理与此相同 。 一种对称球窝式双球弯管芯棒 1 收稿日期 :2002212224 作者简介 :周遐余 (1968 - ) ,男 ,讲师 ,主要从事机械产品结构及模具设计 。  其步骤如下 : (1) 在 Auto CAD 的绘图区域画一直角坐标 系 x2O2y 。 以坐标原点 O 为回转中心 ,画出 90°薄 (2) 壁弯管内径轮廓图 。 (3) 过坐标圆点 O 画一直线 O A 与 O x 轴成 45°角 , 与弯管轴线交于 A 点 。 ( 4) 以 A 点为圆心 , 管材内径为直径画一圆 。 该圆与管材内壁轮廓线的两个切点即为弯曲过程中 芯棒端部支撑圆球球面上的两个支撑受压点 。 过坐标原点