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可怕的小弯管成形!只因简单地两个字,便可怕到天下无敌



题图:航空发动机内部图


上图是某型号航空发动机的实物照片,小编已经背着密密麻麻的弯管惊呆了……这么多弯管到底在航空发动机中有什么作用呢?这些弯管是如何被制造出来的呢?到底什么是小半径弯管呢?今天让我们带着这些疑问,跟随小编走进小半径弯管成形的专题介绍。


1.简介

下面我们就来看一下什么是小半径弯管。


图1 小半径弯管概念图


现代航空器可以看到很多小半径弯管的应用,如果要按照其功能进行分类的话,就可以分成结构管材零件、系统导管零件以及操作拉杆零件三类。在某些专用的结构导管类零件当中,其相对厚度和相对弯曲半径都比较小,比如现代高速运输机的通风、暖气等管道,相对厚度小于0.02,相对弯曲半径小于2.5。薄壁弯管零件可以降低产品的重量,满足人们对产品性能、绿色和环保制造的要求,这类弯管往往必须满足管壁厚度、截面椭圆度、波纹度、弯曲半径和弯曲角等基本技术指标。


听了这么多专业术语,是不是有以下表情……




那到底什么是小半径弯管呢,其实在生活中我们都很常见。比如……




再比如……




这下好像明白了……

其实,小半径弯管在生活中也有很多应用,就比如上面的水龙头和某些乐器。而在航空工业中,由于飞机的某些需要,比如飞机机舱内的通风换气,或者飞机发动机某些油路气路,都需要这种形状的小半径弯曲管道,只不过在航空工业中使用时,就要对质量的要求更高。

小半径弯管在工业上之所以能够大量使用,是因为它有很多优点。小半径弯管焊缝较少便于施工,因为弯管可以加工成连续或空间弯头,从而减少环焊缝使得弯管焊缝减少,阶跃焊接检测费用,由于焊缝数量较少,焊接热影响区不在管道弯曲部分,可以提高管道的安全性和可靠性;然后,小半径弯管还有节约模具费用的优点,以及为生产制造弯管的一次性投资费用较低(与弯头加工方法相比),因此小半径弯管的到了广泛应用。


2.成型工艺介绍


刚刚说到小半径弯管在航空工业中有这么重要的作用,那么这种弯管如何制作呢?小编首先想到这种制作方法:



当然这是生活中常用的方法之一,而对于航空工业中重要的零部件,这种方法是远远不够的。管材弯曲加工时由于几何变形的特殊性和复杂性,加工过程中容易产生内侧起皱、外侧拉裂和横截面几遍等缺陷,并且这些缺陷很难克服。

 


图2. 成型管坯壁厚分布



           图3. 弯管成型减薄区域与增厚区域


因此针对小半径弯管加工难题,科研人员研究出很多加工方法,下面分别进行介绍。


热压工艺,热压工艺采用模锻成型的方式,工艺简单,得到了普遍应用。但是这种工艺需要巨大的前期设备投资,包括大型压力机、加热整形设备等,因此适合相同规格产品大批量生产,但由于加热温度和精度难以控制,这种生产方式的几何尺寸较难保证。


压焊工艺,这种工艺采用板材下料、模压卷管后自动焊接,这种工艺方法所用压力机吨位小,组态灵活,前期投资较少,但是对于有缝管件在高温高压下的使用,目前这类课题还需要研究。


中频推制工艺,这种工艺方式是根据所需弯头的规格、角度特制芯棒,然后用中频加热推制扩管方法加工弯头,生产效率高。该种工艺设备简单,但是推制芯棒是保证弯头质量的关键技术,不易掌握和控制。


中频弯管工艺,这种工艺最重要的特点是生产出的弯管带有直管段,便于焊接对口,弯曲半径无级可调,不需要任何模具,设备投资小。


小编发现了一个逆天大的弯管图片,放在本环节最后镇楼!



3.在航空发动机中的应用


小半径弯管在航空工业中有大量应用,包括在飞机发动机、油路、机舱空调等等。在航空发动机中,小半径弯管导管系统是由导管将部件与附件以及发动机与飞机联接起来、输送各自规定的流体,完成飞机和发动机运行、控制、操纵等功能的系统,是航空发动机的重要组成部分,遍布于发动机全身。

先来一幅概念图。


图4. 概念图

再来一发航空发动机外部照片,可以看出,在航空发动机外部,也有大量弯管的重要应用。外部弯管主要承担的功能是连接飞机其他部分与航空发动机,保证发动机的正常运行。


图5 航空发动机


图6 飞机中复杂到不想看的管线

小编心想,这座这么复杂的弯管,这需要多高的技术和设备啊!下面我们再来看一下弯管设备。

4.弯管设备


图7. 单头液压立体弯管机



图8. CNC弯管机



图9. 多模小弯曲半径数控弯管机



图10.数控弯管机

 

5.知名企业介绍


日本benkan公司



日本benkan公司是日本最大的焊接管件厂商,该公司掌握了成熟的压焊工艺,能够为用户提供管道类一体化解决方案。该公司的服务范围较广,能够为多行业提供管道制作服务,小到空调地暖,达到航空航天,该企业能够为能够为客户量身定做并在最大范围内满足客户的需求。


除了日本kenban公司外,其他知名企业还有美国的WFI和MONIFOR公司、荷兰的INKAMAF公司,这些公司均有自主的小半径弯管解决方案,也就是提供不同的工艺加工方法,为用户提供多种选择。




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