[發(fā)明專利]利用拉緊繩及堵頭實現(xiàn)管端密封的管材彎曲裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110005621.5
• 申請日: 2011-01-12
• 公開（公告）號: CN102172682A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 凡曉波;何祝斌;蔡洋;苑世劍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B21D7/00
• 分類號: B21D7/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 徐愛萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管材彎曲裝置及方法，具體涉及一種利用拉緊繩及堵頭實現(xiàn)管端密封的管材彎曲裝置及方法。

背景技術(shù)

管材的彎曲常采用繞彎、壓彎和推彎等方法。在彎曲過程中，管材零件常發(fā)生截面扁化的問題，即在彎曲時管材的圓截面變?yōu)闄E圓形或其它形狀。為提高管材彎曲零件的性能或質(zhì)量，需要避免或減少管材的截面扁化程度。從管材內(nèi)部施加一定的支撐力是控制管材截面扁化的常用方法。如現(xiàn)在的管材精密數(shù)控彎曲就是在管材內(nèi)部放置球狀的彎曲芯模，以控制彎曲過程中管材截面的變形。采用該方法可以有效控制管材彎曲過程中的截面扁化現(xiàn)象，但是所需設(shè)備復(fù)雜、成本高。實踐中，也可在管材內(nèi)部塞入具有超彈性的聚氨酯棒作為支撐，但是當(dāng)零件形狀復(fù)雜時，彎曲后難以從管中取出聚氨酯棒。此外，還有一種在待彎曲管材內(nèi)注入低熔點合金進行彎曲，在彎曲結(jié)束后再熔化掉低熔點合金的方法，但是該方法效率低、低熔點合金的去除較難。

近來，出現(xiàn)了一種向管材內(nèi)部充入高壓液體的所謂充液彎曲方法。管材內(nèi)部均勻作用的高壓液體可以對管材起到一定的支撐作用，可以有效防止管材彎曲時的截面扁化。在管材充液彎曲過程中，由于管材的軸線發(fā)生變化，管材的兩端將不再沿著同一軸線方向，這給彎曲過程中管端的可靠密封帶來了困難?，F(xiàn)在常采用在管端焊接堵頭，或在管端部加工螺紋的方式來固定堵頭，效率很低。另外，當(dāng)液體壓力較大或管材直徑較大時，端部密封結(jié)構(gòu)將受到很大的向外的推力，所以常出現(xiàn)管端密封結(jié)構(gòu)被推出而導(dǎo)致密封失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的管材帶內(nèi)壓彎曲成形過程中無法可靠密封以及成形效率低的問題，進而提供一種利用拉緊繩及堵頭實現(xiàn)管端密封的管材彎曲裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：利用拉緊繩及堵頭實現(xiàn)管端密封的管材彎曲裝置包括增壓缸、第一堵頭、第二堵頭、壓板、拉緊繩、拉緊繩密封圈、拉緊扳手和轉(zhuǎn)軸，第一堵頭上開有充注中心孔，增壓缸連接在充注中心孔處，第一堵頭的一端面上開有第一環(huán)形凹槽，第一環(huán)形凹槽的橫截面為直角梯形，第一環(huán)形凹槽的外壁為直壁，第一環(huán)形凹槽的內(nèi)壁為斜壁，第一環(huán)形凹槽的槽底寬度小于待彎曲管材的壁厚，第二堵頭上開有拉緊繩通過中心孔，第二堵頭的一端面上開有沉孔，拉緊繩密封圈設(shè)置在沉孔內(nèi)，第二堵頭的另一端面上開有第二環(huán)形凹槽，第二環(huán)形凹槽的橫截面為直角梯形，第二環(huán)形凹槽的外壁為直壁，第二環(huán)形凹槽的內(nèi)壁為斜壁，第二環(huán)形凹槽的槽底寬度小于待彎曲管材的壁厚，待彎曲管材的一端安裝在第一環(huán)形凹槽內(nèi)，待彎曲管材的另一端安裝在第二環(huán)形凹槽內(nèi)，拉緊繩密封圈上固定安裝有壓板，拉緊繩的一端固定連接在第一堵頭上，拉緊繩的另一端由左至右依次穿過拉緊繩通過中心孔、拉緊繩密封圈及壓板并與拉緊扳手連接，拉緊扳手通過轉(zhuǎn)軸安裝在壓板上。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：利用拉緊繩及堵頭實現(xiàn)管端密封的管材彎曲方法的具體過程為：

步驟1、將第一堵頭和第二堵頭套在待彎曲管材的兩端；

步驟2、將拉緊繩的一端連接在第一堵頭上，拉緊繩的另一端由左至右依次穿過拉緊繩通過中心孔、拉緊繩密封圈及壓板并與拉緊扳手連接；

步驟3、利用拉緊扳手張緊拉緊繩，使第一堵頭和第二堵頭壓緊在待彎曲管材的端部，通過第一環(huán)形凹槽的壁面第二環(huán)形凹槽的壁面實現(xiàn)待彎曲管材兩端的可靠密封，利用壓板壓縮拉緊繩密封圈實現(xiàn)拉緊繩通過中心孔的密封；

步驟4、利用增壓缸通過充注中心孔向待彎曲管材的內(nèi)部充入壓力為0.5-100MPa的高壓介質(zhì)，然后對待彎曲管材進行彎曲；

步驟5、放掉彎曲管材內(nèi)部的高壓介質(zhì)，取出拉緊繩、第一堵頭及第二堵頭，完成管材彎曲成形。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：(1)采用結(jié)構(gòu)簡單、體積小的堵頭及堵頭上的環(huán)形凹槽實現(xiàn)了管材端部密封，便于對管材進行彎曲變形；

(2)堵頭通過置于待彎曲管材內(nèi)部的拉緊繩壓靠在待彎曲管材的端部，從而實現(xiàn)管端密封，提高了成形效率，而且無需額外的壓緊堵頭的裝置，降低了成形成本；

(3)在彎曲成形過程中堵頭及拉緊繩隨管材一起移動和彎曲，并能始終保持管材的可靠密封狀態(tài)；

(4)待彎曲管材的端口直接壓緊在環(huán)形凹槽內(nèi)，省去了密封圈，消除了由于密封圈老化造成的密封失效問題；

(5)本發(fā)明適用于橫截面為圓形、橢圓形和矩形的管材。

附圖說明

圖1是本發(fā)明未充入高壓介質(zhì)時的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖，圖2是本發(fā)明充入高壓介質(zhì)時的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖(圖中箭頭表示高壓介質(zhì)的流向)，圖3是本發(fā)明處于彎曲狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖(圖中箭頭表示高壓介質(zhì)的流向)。

具體實施方式