數控彎管機與非數控彎管機在無余量下料計算方法上的區別研究

邵國慶，趙寅妮，石 萍，李沖健

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數控彎管機與非數控彎管機在無余量下料計算方法上的區別研究

邵國慶，趙寅妮，石 萍，李沖健

（大連船舶重工集團舾裝有限公司，遼寧大連116013）

為了區分數控彎管機與非數控彎管機在無余量下料計算方法上的不同，解決數控彎管機與非數控彎管機無余量下料計算方法難題。本文介紹了傳統的非數控彎管機無余量下料計算方法，及其應用在數控彎管機的管子彎曲加工過程中出現的問題，并根據數控彎管機運行特點，分析計算得出數控彎管機無余量下料計算方法。得出非數控彎管機無余量下料計算方法及公式和數控彎管機無余量下料計算方法及公式。為管子先焊后彎加工工藝在數控彎管機上應用奠定了基礎，對推進數控彎管機的應用有一定的指導作用。

數控彎管機 非數控彎管機 無余量下料 計算方法 公式

0 前言

目前國內管件加工企業一般使用非數控彎管機和數控彎管機兩種彎管機進行管子彎曲加工。在使用傳統的非數控彎管機無余量下料計算方法應用在數控彎管機的管子彎曲加工過程中出現的問題，發現數控彎管機與非數控彎管機在無余量下料計算方法上有著本質上的不同。管件加工企業傳統均掌握針對非數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法，而對數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法未見有涉及。鑒于數控彎管機的推廣應用及普及，要求我們掌握針對數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法，區別數控彎管機與非數控彎管機在無余量下料計算方法，推進數控彎管機的應用。

1 非數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法

根據以往非數控彎管機進行管子彎曲加工的經驗，無余量下料計算方法采用“后段減前彎延伸”。具體非數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算公式總結如下：

針對連續個彎曲段的一根管件，n>=2，相應參數加角標1……表示，并通過設計和測量得如下參數值：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；設計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；第一彎曲角產生延伸值為、第二彎曲角產生延伸值為、第n彎曲角產生延伸值為；管件下料總長；總結針對非數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法具體公式如下：

(1）

2 數控彎管機使用非數控彎管機無余量下料計算方法的彎曲情況分析

我們根據非數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法，模擬數控彎管機彎曲管子的過程，使用設定的管子進行彎曲（如圖1）。

假設管子具體尺寸如圖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。按照數控彎管機彎曲管子的過程：

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）數控彎管機彎曲第1個彎，參見圖1中“彎曲第1個彎”；3）數控彎管機小車送進第2直段，參見圖1中“小車送進第2直段”；4）數控彎管機彎曲第2個彎，參見圖1中“彎曲第2個彎”。

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“前直段短一個延伸，后一段長一個延伸”，發現后段長是前段“累積”過來的。為此：數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算應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“后段減前彎延伸”的無余量計算方法。

3 數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法

根據以上分析內容“數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算應把前段延伸不減而把累積延伸在最后一直段全部減掉”。具體數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法總結如下：

圖1 管子使用非數控彎管機無余量下料計算方法在彎管機上彎曲示意圖

圖2 管子使用數控彎管機無余量下料計算方法在彎管機上彎曲示意圖

針對連續個彎曲段的一根管件，>=2，相應參數加角標1……表示，并通過設計和測量得如下參數值：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；設計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；第一彎曲角產生延伸值為、第二彎曲角產生延伸值為、第彎曲角產生延伸值為；管件下料總長；總結針對非數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法的具體公式如下：

（2）

4 適用數控彎管機無余量下料計算方法的情況分析

我們根據數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法，模擬數控彎管機彎曲管子的過程，使用設定的管子進行彎曲（如圖2）。

假設管子具體尺寸如圖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。按照數控彎管機彎曲管子的過程：

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）數控彎管機彎曲第1個彎，參見圖2中“彎曲第1個彎”；3）數控彎管機小車送進第2直段，參見圖2中“小車送進第2直段”；

4）數控彎管機彎曲第2個彎，參見圖2中“彎曲第2個彎”。

根據“數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算應把前段延伸不減而把累積延伸在最后一直段全部減掉”進行的管子彎曲加工模擬得到的管子各段尺寸符合要求。

5 實例

我們在張家港生產制作的一臺Φ114數控彎管機上進行管子彎曲加工。根據掌握的針對非數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法和數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法分別進行管子彎曲加工。具體管形及管子參數見圖3和表1。

圖3 管子結構示意圖（單位mm）

經過試驗測試得到：

輸入彎曲角92.6°時所得回彈成形角90°，對應延伸21.8mm，切線為361mm，弧長565.7mm；

輸入彎曲角20.5°時所得回彈成形角20°，對應延伸6.4mm，切線為65mm，弧長125.2mm。

1)使用非數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法，根據公式1計算：

根據以上無余量下料計算方法計算出的管子加工參數信息，見表2。

在該數控彎管機上進行管子彎曲加工，通過彎曲后經檢驗發現彎曲角度準確，第一段封閉尺寸準確，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）。實例試驗證明了“3.數控彎管機使用非數控彎管機無余量下料計算方法的彎曲情況分析”闡述的內容，說明使用傳統“后段減前彎延伸”的非數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算方法不適應數控彎管機進行管子彎曲，有送進小車的數控彎管機無余量下料計算方法與非數控彎管機在無余量下料計算方法上是有區別的。

2)使用數控彎管機進行管子彎曲加工的無余

量下料計算方法，根據公式2計算：

根據以上無余量下料計算方法計算出的管子加工參數信息，見表3。在該數控彎管機上進行管子彎曲加工，所得到的管子結構。通過彎曲后經檢驗發現彎曲角度準確，第一段封閉尺寸準確，第二段封閉尺寸準確，第三段封閉尺寸準確。

6 結語

通過傳統的非數控彎管機無余量下料計算方法和數控彎管機無余量下料計算方法的研究和歸納，應用模擬數控彎管機彎曲管子的過程，總結了數控彎管機與非數控彎管機在無余量下料計算方法上各不相同之處。制定了數控彎管機無余量下料計算方法——數控彎管機進行管子彎曲加工的無余量下料計算應把前段延伸不減而把累積延伸在最后一直段全部減掉，并得出了數控彎管機無余量下料計算公式。為管子先焊后彎加工工藝在數控彎管機上應用奠定了基礎，對推進數控彎管機的應用有一定的指導作用。

[1] 付錦云主編.《船舶管路系統》.哈爾濱.哈爾濱工程大學出版社,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。Email: 13478444642@163.com