沿長度方(fang)向直徑或壁厚發生變化管材的(de)統稱。異(yi)型管斷(duan)面形狀(zhuang)復(fu)雜,多(duo)是(shi)采用冷加工等特殊(shu)方(fang)法來加工生產的(de)。另外,由(you)于其品種繁多(duo),規格甚(shen)廣,所以必須根(gen)據(ju)產品的(de)特征選(xuan)用適當的(de)加工方(fang)法或不斷(duan)創(chuang)造新的(de)成型方(fang)法來加工生產。
一、異(yi)形管的特點
1. 斷面形狀多(duo)樣,品(pin)種繁多(duo),目前(qian)至少已有上萬種之多(duo),最大(da)直徑達4.06m,最小直徑僅3.0mm,應用范圍(wei)也很廣泛。隨(sui)著科學技術(shu)的發(fa)展,科研和生產(chan)部門采用更先進、更合理(li)的設(she)計,要求冶金部門生產(chan)出各種斷面、規格、材質(zhi)、力(li)學性能和使(shi)用性能的異形管(guan)材,以滿足用戶需要。
2. 異形管中有很大一(yi)部(bu)分(fen)為輕(qing)型薄壁管材,屬于經濟(ji)性(xing)斷面鋼材的一(yi)部(bu)分(fen),可使金(jin)屬得到合理的應(ying)用。如(ru)做結構材,用40mmx40mmx4mm方管代(dai)替ф40mmx5mm圓管,斷面系數提(ti)(ti)高45.8%.用它制造機械(xie)零部(bu)件(jian)和散熱件(jian)可以少切削或(huo)無(wu)切削,這不僅簡化了(le)加工過程,而且(qie)提(ti)(ti)高了(le)經濟(ji)效益和生產效率。
3. 大多數異形管(guan)造型美觀(guan),用(yong)于結構和日用(yong)器皿時大方雅致,美化了生活。管(guan)材的表(biao)面(mian)十分光潔(粗(cu)糙度Ra可達到0.25μm),尺寸精(jing)確(que)。
4. 可以采用適當的方法,生產各種周期斷面、變斷面和各種帶有縱筋或葉片的異形管材,用于工業(ye)各部門(men)。
二、異形管的應用范圍
從日常生(sheng)活用品(pin)到飛機(ji)、火箭的制造(zao),無線電通信,原子能電站和(he)空間技(ji)術等方面都廣泛地使(shi)用異形管材。
在機器制造方面,可采用異(yi)(yi)形管(guan)來制造機動(dong)車輛的空心傳(chuan)動(dong)軸、活塞(sai)、各(ge)種(zhong)工具、緊固件(jian)、手表殼和(he)各(ge)種(zhong)機械(xie)零(ling)件(jian)。異(yi)(yi)形管(guan)不僅使機械(xie)設(she)計更為合理,并可降低設(she)備重量。
在(zai)建筑方面,采用(yong)異(yi)形管制作門(men)窗,不僅結構輕巧(qiao)、耐用(yong),而且造價(jia)便宜。
在(zai)(zai)自行車、摩托車、拖拉機、汽車和(he)大型客車的結構部分(fen)大量采用(yong)薄壁異形管(guan),這種(zhong)管(guan)材斷面系數大,抗彎、抗扭(niu)能力(li)強(qiang),表面光潔,而且重量較(jiao)輕。在(zai)(zai)無軌電(dian)車上用(yong)變截(jie)面管(guan)制造(zao)集電(dian)桿,因(yin)為這種(zhong)異形管(guan)具有良好的韌性和(he)彈性。
在儀表、電信器材和(he)醫療器械上(shang)廣泛應用異形管制造(zao)支架(jia)、導(dao)軌(gui)(如X光設備(bei)的(de)支架(jia)和(he)導(dao)軌(gui))以及(ji)箱、柜的(de)框架(jia)等,使(shi)(shi)它們具有重量輕、造(zao)型美觀,式樣(yang)新穎(ying)和(he)搬(ban)運、攜帶方便的(de)特(te)點。外科手術上(shang)直(zhi)接使(shi)(shi)用梅花針異形管做接骨的(de)材料。超高頻無線電通信的(de)波導(dao)管也是用尺寸精確的(de)特(te)種異形管制成(cheng)的(de)。
在各種(zhong)熱(re)工設(she)備、機(ji)械設(she)備或無(wu)線電接(jie)收機(ji)或發(fa)射機(ji)上,廣泛使(shi)(shi)用(yong)帶葉片(pian)和凸(tu)筋的(de)異管制造散熱(re)器或熱(re)交(jiao)換器,這(zhe)種(zhong)鋼管具(ju)有良好的(de)散熱(re)效(xiao)果(guo)(guo),能有效(xiao)地(di)降低設(she)備或組件的(de)溫度,使(shi)(shi)之維持(chi)長時間的(de)正常工作(zuo)。異形管材用(yong)做熱(re)交(jiao)換器的(de)散熱(re)管,具(ju)有良好的(de)傳(chuan)熱(re)效(xiao)果(guo)(guo),可以大量地(di)回收廢熱(re),提(ti)高熱(re)效(xiao)率,節(jie)約能源。
在體育用品和器(qi)械(xie)的(de)制(zhi)造(zao)上,不斷用異形管來代替貴重(zhong)的(de)木材制(zhi)品。例如用金屬(shu)制(zhi)造(zao)的(de)壘球棒(bang)和標槍。這些器(qi)械(xie)制(zhi)造(zao)方法簡單,便于大量生產,質地優良美觀,經(jing)久耐用。
波紋(wen)管用來制(zhi)造各種機械和火(huo)箭(jian)上(shang)的防震(zhen)(zhen)裝置,以減輕震(zhen)(zhen)動,減小(xiao)噪(zao)聲,保證設備(bei)正常工(gong)作(zuo)。
三、異形(xing)管的(de)分類
異形(xing)管(guan)按(an)照斷面特征(zheng),可以分(fen)為等壁異形(xing)管(guan)、異壁異形(xing)管(guan)和變截面管(guan)3大類。
1. 等(deng)壁異形管
等壁(bi)異形(xing)管是具有相同壁(bi)厚和不(bu)同橫(heng)斷面形(xing)狀的異形(xing)管。它根據斷面形(xing)狀的不(bu)同又(you)可分(fen)為一般(ban)等壁(bi)異形(xing)管(圖(tu)11-12)和帶折筋等壁(bi)異形(xing)管(圖(tu)11-13)兩(liang)類(lei)。這兩(liang)類(lei)鋼管大多數用冷拔法或焊接管連軋成(cheng)型法制成(cheng)。
2. 異(yi)壁異(yi)形管(guan)
異壁(bi)(bi)異形(xing)管(guan)(guan)是(shi)具有不(bu)(bu)同壁(bi)(bi)厚(hou)的異形(xing)管(guan)(guan)。這類(lei)(lei)(lei)異形(xing)管(guan)(guan)也可以根(gen)據斷(duan)面形(xing)狀,進(jin)一步分(fen)為具有兩根(gen)以上對稱軸的異形(xing)管(guan)(guan)、偏心管(guan)(guan)及異壁(bi)(bi)折(zhe)筋(jin)管(guan)(guan)3種類(lei)(lei)(lei)型。前兩類(lei)(lei)(lei)變形(xing)過程復(fu)雜,必須根(gen)據斷(duan)面特征選(xuan)擇合理的成型方(fang)法(如(ru)擠壓法),或(huo)采(cai)用異形(xing)管(guan)(guan)坯拉(la)拔或(huo)冷(leng)軋而得。至于折(zhe)筋(jin)管(guan)(guan),由(you)于其(qi)壁(bi)(bi)厚(hou)差別(bie)(bie)不(bu)(bu)大(da),實際(ji)上與(yu)等壁(bi)(bi)折(zhe)筋(jin)管(guan)(guan)的生產(chan)方(fang)法基本相同。圖(tu)11-14、圖(tu)11-15分(fen)別(bie)(bie)是(shi)異壁(bi)(bi)異形(xing)管(guan)(guan)的3種類(lei)(lei)(lei)型的示(shi)意(yi)圖(tu)。
3. 縱向(xiang)變截面管(guan)
凡縱(zong)向斷面形(xing)狀作周期變化(hua)或連續(xu)變化(hua)的異形(xing)管(guan)(guan)都(dou)稱為縱(zong)向變截面管(guan)(guan),包(bao)括(kuo)螺(luo)旋(xuan)圓翼(yi)管(guan)(guan)、齒形(xing)管(guan)(guan)、斜筋(jin)管(guan)(guan)、等壁異形(xing)扭(niu)轉管(guan)(guan)、波紋管(guan)(guan)、螺(luo)旋(xuan)波紋(凸筋(jin))管(guan)(guan)、標槍管(guan)(guan)和壘(lei)球棒等,如圖11-16所示。這類(lei)管(guan)(guan)的生產方法(fa)有液(ye)壓、旋(xuan)軋、冷拔和冷軋法(fa)等。
四(si)、異(yi)形管的深加工(gong)及發展前景
產品(pin)深加工(gong)無疑是當前加工(gong)業的發(fa)展方向(xiang),如內螺紋(wen)管(guan)(guan)(guan)(guan)可(ke)(ke)以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)深加工(gong)成(cheng)高(gao)效節能的熱交換器等,而波紋(wen)管(guan)(guan)(guan)(guan)可(ke)(ke)以(yi)組合(he)生產各種膨脹節,一(yi)些焊接(jie)管(guan)(guan)(guan)(guan)可(ke)(ke)加工(gong)成(cheng)異形(xing)管(guan)(guan)(guan)(guan),還可(ke)(ke)以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)深加工(gong)成(cheng)各種門窗等構件。
總的(de)來說(shuo),等壁異形管完全可以通過冷彎成型(xing),采用(yong)焊接(jie)的(de)方法來加工生(sheng)產。
一(yi)些(xie)復雜斷(duan)面(mian)或(huo)變斷(duan)面(mian)的(de)異型管(guan),用一(yi)種(zhong)加工方式是(shi)難以生(sheng)產出高質量產品的(de),往往是(shi)幾(ji)種(zhong)方式的(de)組合。如國(guo)外(wai)生(sheng)產的(de)內螺(luo)旋(xuan)凸筋(jin)管(guan),采用的(de)方法(fa)是(shi):先軋制成單(dan)面(mian)螺(luo)旋(xuan)凸筋(jin)的(de)板(ban)帶(dai),然后在焊(han)管(guan)機上
焊接成內螺旋凸筋管。這種新工藝比冷拔成型(xing)成本低(di)得多且質量好。對(dui)于作為結構、裝飾、家具等(deng)用(yong)的異型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管,應(ying)廣泛采用(yong)焊接異型(xing)管,這樣可以大(da)大(da)降(jiang)低(di)成本。
復雜(za)的異形(xing)管制造一般是采用冷加工方法(fa)獲得各種形(xing)狀(zhuang),圖11-20 就是用冷輾軋法(fa)加工波(bo)紋(wen)管的示意圖。