[發明專利]一種小半徑彎頭流體壓力成形方法

有效

• 申請號: 201110442504.5
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102554009A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 郎利輝;程鵬志;許諾;訾燕;周勇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B21D26/033
• 分類號: B21D26/033;B21D26/047
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種小半徑彎頭流體壓力成形方法，其特征在于，所述的流體壓力成形裝置包括：上模(1)，下模(2)，下密封圈(3)，下推頭(4)，上密封圈(5)，上推頭(6)，過渡段(7)，初始管坯(8)，半U形槽(9)。

所述的下模(2)設置在模架內部下方，下模(2)的表面上凹陷形成有一個半U形槽(9)。合模后上模(1)和下模(2)的半U形槽(9)尺寸相同。半U形槽(9)的縱截面為半圓形，半U形槽(9)分為彎頭部位和直線部位。彎頭部位直徑大于直線部位直徑，直線部位為上下兩段，位于彎頭部位兩端。半U形槽(9)直線部位的內端與彎頭部位的兩端相連，過渡段(7)為錐面連接，外端位下模(2)的邊上。所述的上模(1)與下模(2)的結構相對稱，設置在下模(2)的正上方。所述的下推頭(4)貫穿半U形槽(9)下方直線部位，并設有進油孔(11)，與液壓機的補油裝置相連。所述的上推頭(6)，貫穿半U形槽(9)上方直線部位，不設通油孔。下推頭(4)和上推頭(6)在前部均設有周向凹槽，用于嵌入下密封圈(3)和上密封圈(5)密封，推頭(4、6)進入U形槽(9)后，密封圈(3、5)與U形槽(9)內壁緊貼密封。下推頭(4)和上推頭(6)在后部設有退刀槽(10)，退刀槽(10)以前精加工，以后粗加工。

2.根據權利要求1所述的一種小半徑彎頭流體壓力成形方法，其特征在于，所述的初始管坯(8)分為彎曲部分和直線部分，直線部分為兩段，與彎曲部分的兩端相連。初始管坯(8)的直徑與半U型槽(9)直徑相同，初始管坯(8)放入下模后，下段直線部分與半U型槽(9)的下方直線部位緊密接觸，上段直線部分與半U型槽(9)的上方直線部位緊密接觸。脹形前，初始管坯(8)下方直線部分的外端與下推頭(4)的前端接觸，上方直線部分的外端與上推頭(6)的前端接觸。

3.根據權利要求1所述的一種小半徑彎頭流體壓力成形方法，其特征在于，所述的流體壓力成形后的脹后管材(12)分為彎曲部分、錐形過渡部分和直段部分，彎曲部分和下U型槽(9)的彎曲部位尺寸相同，直段部分直徑與下U型槽(9)的直線部位直徑相同，直段部分分別與下推頭(4)和上推頭(6)相連。

4.根據權利要求1所述的一種小半徑彎頭流體壓力成形方法，其特征在于，所述的切后管材(13)為將脹后管材(12)的錐形過渡部分和直段部分切掉后的部分，相當于脹后管材(12)的彎曲部分，切后管材(12)尺寸與模具中下U型槽(9)的彎曲部位尺寸相同，是本發明所需要的小半徑彎頭部分。

5.根據權利要求1所述的一種小半徑彎頭流體壓力成形方法，其特征在于，所述的焊后管材(15)是將的切后管材(13)兩端分別焊上直段部分，直段部分的直徑和厚度與切后管材(13)相同，即為本發明所需要的小半徑彎管的最終管材。

6.根據權利要求1所述的一種小半徑彎頭流體壓力成形方法，其特征在于，利用數控彎管或推彎成形大半徑彎頭后，放入模具內的半U形槽(9)進行流體壓力成形，通過脹形使導管直徑增加、彎曲半徑降低的方式來降低彎頭的相對彎曲半徑，從而實現薄壁小半徑彎頭的成形過程。

7.根據權利要求1所述的一種小半徑彎頭流體壓力成形方法，其特征在于，所述的流體壓力成形方法可以成形不銹鋼、鋁合金以及鈦合金等材料的小半徑彎頭。材料若為不銹鋼，由于不銹鋼在數控彎管后會發生加工硬化導致塑性降低，可以采用回火工藝降低殘余應力，或者采用200度左右的溫熱油液環境壓力成形；材料若為鋁合金，可以采用300度左右的溫熱介質環境壓力成形；材料若為鈦合金，可以采用600度左右的高溫熱介質環境壓力成形，或者氣體介質環境壓力成形。

8.一種應用權利要求1所述的小半徑彎頭流體壓力成形方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟1、先用直徑較小、壁厚較大的管材利用數控繞彎或者推彎進行大半徑彎曲，得到初始管坯(8)；

步驟2、將步驟1得到的初始管坯(8)，放入下模(2)的半U形槽(9)的彎曲部位，并使初始管坯(8)上段直線部分最長處位于半U形槽(9)上方直線部位的內端，初始管坯(8)下段直線部分最長處位于半U形槽(9)下方直線部位的內端；

步驟3、啟動液壓機，將下推頭(4)向上緩慢進給，到開始接觸到初始管坯(8)直線部分下端面時，繼續進給直到壓緊；

步驟4、將上推頭(6)水平向左緩慢進給，到開始接觸到初始管坯(8)直線部分的右端面時，停止進給；

步驟5、啟動液壓機的補油裝置，從下推頭(4)的通油孔(11)開始通油。當上推頭(6)處油溢出并將管內空氣基本排盡時，液壓機上推頭(6)水平向左緩慢進給，直至堵住初始管坯8直線部位的右端面，不再溢出油時，完成通油排氣的工序；

步驟6、合上上模(1)，并通過螺栓固定；

步驟7、啟動液壓機的增壓裝置，使管內液體緩慢增壓，注意緩慢增壓防止管材脹破。同時控制上推頭(6)和下推頭(4)向里緩慢進給，使管材脹形時補料充足；

步驟8、當管材完全貼合液壓脹形模具型腔后，小半徑彎頭流體壓力成形結束，將液壓機卸壓；

步驟9、控制液壓機上推頭(6)和下推頭(4)退回；

步驟10、打開上模(1)，并取出脹后管材(12)；

步驟11、機加工切掉脹后管材(12)的錐形過渡部分和直段部分，只留下小半徑彎頭部分，即得到切后管材(13)。

步驟12、利用焊接工藝，在切后管材(12)的兩端均勻焊上等直徑、厚度的直段管材，得到焊后管材(14)，即為本發明需要的小半徑彎管的最終管材。