数控弯管机与非数控弯管机在无余量下料计算方法上的区别研究

邵国庆，赵寅妮，石 萍，李冲健



数控弯管机与非数控弯管机在无余量下料计算方法上的区别研究

邵国庆，赵寅妮，石 萍，李冲健

（大连船舶重工集团舾装有限公司，辽宁大连116013）

为了区分数控弯管机与非数控弯管机在无余量下料计算方法上的不同，解决数控弯管机与非数控弯管机无余量下料计算方法难题。本文介绍了传统的非数控弯管机无余量下料计算方法，及其应用在数控弯管机的管子弯曲加工过程中出现的问题，并根据数控弯管机运行特点，分析计算得出数控弯管机无余量下料计算方法。得出非数控弯管机无余量下料计算方法及公式和数控弯管机无余量下料计算方法及公式。为管子先焊后弯加工工艺在数控弯管机上应用奠定了基础，对推进数控弯管机的应用有一定的指导作用。

数控弯管机 非数控弯管机 无余量下料 计算方法 公式

0 前言

目前国内管件加工企业一般使用非数控弯管机和数控弯管机两种弯管机进行管子弯曲加工。在使用传统的非数控弯管机无余量下料计算方法应用在数控弯管机的管子弯曲加工过程中出现的问题，发现数控弯管机与非数控弯管机在无余量下料计算方法上有着本质上的不同。管件加工企业传统均掌握针对非数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法，而对数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法未见有涉及。鉴于数控弯管机的推广应用及普及，要求我们掌握针对数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法，区别数控弯管机与非数控弯管机在无余量下料计算方法，推进数控弯管机的应用。

1 非数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法

根据以往非数控弯管机进行管子弯曲加工的经验，无余量下料计算方法采用“后段减前弯延伸”。具体非数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算公式总结如下：

针对连续个弯曲段的一根管件，n>=2，相应参数加角标1……表示，并通过设计和测量得如下参数值：首直管段长、第二段直管段长、第段直管段长、尾直管段长；第一弯曲角弧长、第二弯曲角弧长、第弯曲角弧长；设计图纸中首段封闭尺寸、第二段封闭尺寸、第段封闭尺寸、尾段封闭尺寸；第一弯曲角切线、第二弯曲角切线、第弯曲角切线；第一弯曲角产生延伸值为、第二弯曲角产生延伸值为、第n弯曲角产生延伸值为；管件下料总长；总结针对非数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法具体公式如下：

(1）

2 数控弯管机使用非数控弯管机无余量下料计算方法的弯曲情况分析

我们根据非数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法，模拟数控弯管机弯曲管子的过程，使用设定的管子进行弯曲（如图1）。

假设管子具体尺寸如图1中最上方管子图所示：第1直管段15 mm，第1弯管段15 mm，第2直管段40 mm，第2弯管段15 mm，第3直管段15 mm；第1、2弯管的延伸值均为5 mm。按照数控弯管机弯曲管子的过程：

1）管子去掉延伸量下料划线，参见图1中“无余量下料划线”；2）数控弯管机弯曲第1个弯，参见图1中“弯曲第1个弯”；3）数控弯管机小车送进第2直段，参见图1中“小车送进第2直段”；4）数控弯管机弯曲第2个弯，参见图1中“弯曲第2个弯”。

由图2所示的模拟过程分析可得：管子弯曲后第二段封闭尺寸短了第一弯的延伸值，第三段长了第一弯的延伸值。通过分析“前直段短一个延伸，后一段长一个延伸”，发现后段长是前段“累积”过来的。为此：数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算应把前段延伸不减而把累积延伸在最后一直段全部减掉。而不能采取传统“后段减前弯延伸”的无余量计算方法。

3 数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法

根据以上分析内容“数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算应把前段延伸不减而把累积延伸在最后一直段全部减掉”。具体数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法总结如下：

图1 管子使用非数控弯管机无余量下料计算方法在弯管机上弯曲示意图

图2 管子使用数控弯管机无余量下料计算方法在弯管机上弯曲示意图

针对连续个弯曲段的一根管件，>=2，相应参数加角标1……表示，并通过设计和测量得如下参数值：首直管段长、第二段直管段长、第段直管段长、尾直管段长；第一弯曲角弧长、第二弯曲角弧长、第n弯曲角弧长；设计图纸中首段封闭尺寸、第二段封闭尺寸、第段封闭尺寸、尾段封闭尺寸；第一弯曲角切线、第二弯曲角切线、第弯曲角切线；第一弯曲角产生延伸值为、第二弯曲角产生延伸值为、第弯曲角产生延伸值为；管件下料总长；总结针对非数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法的具体公式如下：

（2）

4 适用数控弯管机无余量下料计算方法的情况分析

我们根据数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法，模拟数控弯管机弯曲管子的过程，使用设定的管子进行弯曲（如图2）。

假设管子具体尺寸如图2中最上方管子图所示：第1直管段15 mm，第1弯管段15 mm，第2直管段40 mm，第2弯管段15 mm，第3直管段15 mm；第1、2弯管的延伸值均为5 mm。按照数控弯管机弯曲管子的过程：

1）管子去掉延伸量下料划线，参见图2中“无余量下料划线”；2）数控弯管机弯曲第1个弯，参见图2中“弯曲第1个弯”；3）数控弯管机小车送进第2直段，参见图2中“小车送进第2直段”；

4）数控弯管机弯曲第2个弯，参见图2中“弯曲第2个弯”。

根据“数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算应把前段延伸不减而把累积延伸在最后一直段全部减掉”进行的管子弯曲加工模拟得到的管子各段尺寸符合要求。

5 实例

我们在张家港生产制作的一台Φ114数控弯管机上进行管子弯曲加工。根据掌握的针对非数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法和数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法分别进行管子弯曲加工。具体管形及管子参数见图3和表1。

图3 管子结构示意图（单位mm）

经过试验测试得到：

输入弯曲角92.6°时所得回弹成形角90°，对应延伸21.8mm，切线为361mm，弧长565.7mm；

输入弯曲角20.5°时所得回弹成形角20°，对应延伸6.4mm，切线为65mm，弧长125.2mm。

1)使用非数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法，根据公式1计算：

根据以上无余量下料计算方法计算出的管子加工参数信息，见表2。

在该数控弯管机上进行管子弯曲加工，通过弯曲后经检验发现弯曲角度准确，第一段封闭尺寸准确，第二段封闭尺寸678 mm短了第一弯的延伸值（700-678=22 mm），第三段封闭尺寸822 mm长了第一弯的延伸值（822-800=22 mm）。实例试验证明了“3.数控弯管机使用非数控弯管机无余量下料计算方法的弯曲情况分析”阐述的内容，说明使用传统“后段减前弯延伸”的非数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算方法不适应数控弯管机进行管子弯曲，有送进小车的数控弯管机无余量下料计算方法与非数控弯管机在无余量下料计算方法上是有区别的。

2)使用数控弯管机进行管子弯曲加工的无余

量下料计算方法，根据公式2计算：

根据以上无余量下料计算方法计算出的管子加工参数信息，见表3。在该数控弯管机上进行管子弯曲加工，所得到的管子结构。通过弯曲后经检验发现弯曲角度准确，第一段封闭尺寸准确，第二段封闭尺寸准确，第三段封闭尺寸准确。

6 结语

通过传统的非数控弯管机无余量下料计算方法和数控弯管机无余量下料计算方法的研究和归纳，应用模拟数控弯管机弯曲管子的过程，总结了数控弯管机与非数控弯管机在无余量下料计算方法上各不相同之处。制定了数控弯管机无余量下料计算方法——数控弯管机进行管子弯曲加工的无余量下料计算应把前段延伸不减而把累积延伸在最后一直段全部减掉，并得出了数控弯管机无余量下料计算公式。为管子先焊后弯加工工艺在数控弯管机上应用奠定了基础，对推进数控弯管机的应用有一定的指导作用。

[1] 付锦云主编.《船舶管路系统》.哈尔滨.哈尔滨工程大学出版社,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

邵国庆(1982-)，男，工程师。研究方向：船舶舾装、弯管机。Email: 13478444642@163.com