论文摘要
船舶建造过程中,设备、电缆一般是外购,但船体结构及管子是由船厂自已承担生产建造的。管子加工的成本在船舶建造总成本中所占比例是不可忽略的,管子加工制造的效率、质量对船舶的建造周期有着重大的影响。一艘船舶的管子加工量中,弯管约占60%,因此提高弯管的加工效率对缩短船舶建造周期、减少场地占用具有重大意义。受管材表面质量、弯管模具的影响,管子在弯曲过程中,夹具与所夹的管子会产生滑动,另外受管材厚度不均匀的影响,管材在弯曲过程中会产生回弹及伸长,导致弯制出来的管子与设计要求的弯曲角度、长度不符。为保证满足设计要求,一般会在管子下料时加一定的余量,同时进行反回弹控制。管子长度的余量在装配阶段需进行二次划线、二次切割。这不但增加管材用量,也增加了管子制作的时间,还要配备专门的生产场地和设备。提高弯管加工效率的关键技术是实施无余量弯管。近年来,管子无余量弯曲加工已成为了相当热门的制造技术之一,它可减少弯管后的加工处理,有效降低生产成本,缩短加工周期,是实现管子先焊后弯工艺的先决条件。本文以提高管材精确弯曲质量为出发点,分析了管材回转牵引弯曲过程中产生的回弹现象、伸长现象。通过理论分析导出近似计算公式,并通过大量的试验对理论公式进行一定的修正,最终确定夹具、弯模对管子弯曲形状的影响,找出不同规格、不同厚度、不同材质的管子的弹性变形及塑性变形量,在管子弯曲前进行角度及长度补偿,实现管子无余量弯曲。本文对管子弯曲过程中的回弹及伸长的研究分析结论如下:(1)管子弯曲成形卸载后,最终的成形角与弯曲角成直线规律,且该直线通过坐标原点;(2)回弹角度会随着管壁厚度增大而减小,随着弯曲半径的减小而减小,而其回弹半径会随着管壁厚度增大或弯曲半径减小而减小;(3)管材的屈服点越高,则回弹越小;(4)为达到设计的管子弯曲半径,弯模半径可适当减小,约为设计弯曲半径的0.95~0.98,其取值大小与弯管机有直接的关系,实际弯管时可根据前面提供的各弯管机线性回归关系式来进行。(5)管子弯曲成形卸载后伸长量的构成包括由于弯曲部分弹塑性变形引起的成分和由于直管段的塑性变形引起的成分。(6)Φ42mm及以下采用无芯弯管,在弯制过程中绝大多数伸长量为5mm左右,在加工管子制作的公差范围内,可忽略由于弯管而产生的伸长量。(7)对Φ42mm以上的采用有芯弯管,其伸长量可利用试验回归图表。