[發明專利]一種波紋管旋壓成型方法

有效

• 申請號: 201410246770.4
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104028599A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 馬飛;康權;王秀鵬
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司長征機械廠
• 主分類號: B21D15/06
• 分類號: B21D15/06;B21D22/16
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及金屬管材加工技術領域，特別是一種波紋管旋壓成型方法。

背景技術

波紋管的成型工藝包括液壓成形、滾壓成形和焊接成形等。液壓成形是波紋管的最常用成形方法，利用在管坯中的液體壓力，使管坯在限制環中脹形，直到沿環向出現屈服，然后再壓縮管坯到所需的長度，小直徑波紋管多采用這種方法。滾壓成形工藝主要用于加工大型波紋管，是依靠設在管坯中的成形輪的滾壓成形，可以單波滾制成形，有的裝置亦可一次成數個波紋機械脹形波紋管，采用在管坯內部擴脹的胎具，逐個地脹壓成波紋，初步成形后，再用內外錕精壓定制。液壓成形和滾壓成形的波紋管，其波紋均為首內壓膨脹形成，變形區形成拉應力，組織性能、穩定性和承受內壓性能均較差。對于波高過大或波形特殊的波紋管，多采用沖壓焊接工藝，當波高超過極限時，材料延伸率已不允許采用整體成形工藝，或因波形復雜，整體成形極其困難時也多采用焊接成形，這類波紋管由于不能承受內壓，不太適用于作膨脹節的柔性段。

目前普遍使用的隧道管是分節成形、多節焊接獲得的，即每一小節分別加工，然后采用焊接工藝將諸多小節焊接為一體。隧道管的規格要求為管徑大于250mm、管壁厚2.7～3.5mm、波高10～15mm，由于管徑大、管厚薄、波高較高，使得目前對每一小節的加工工藝，多采用“板材壓筋—卷圓—焊接”的傳統工藝方法，即選用厚度為2.7～3.5mm的板材，在板材上壓制波形，然后將壓制波形后的板材卷圓，對連接部進行焊接，得到一個小節，最終再將多個小節焊接得到隧道管1，如圖1所示。

采用“板材壓筋—卷圓—焊接”的傳統制造方法，主要有以下工藝缺點：（1）焊接區域2容易產生應力集中，使產品的疲勞強度降低，焊縫區域在長期存放過程中可能產生微裂紋并進行擴展，影響產品的使用壽命；（2）數量眾多的縱向焊縫、環向焊縫，尤其是交叉焊縫，使得隧道管的焊接質量難以保證，根據設計要求，產品的焊縫質量要百分之百檢測，焊縫檢測效率低且費用很高；（3）由于該工藝方法本身局限性，每一小節長度較短，目前主要是在1100mm以內，這使得隧道管的節數較多，加工工藝復雜，生產效率低；（4）焊接過程中產品變形較大，產品成形精度和一致性差。因此，傳統工藝方法制造的產品不僅成形精度差、加工效率低、生產成本高，最重要的是產品質量可靠性差，無法滿足產品的設計要求。

中國專利91106244.0，公開了一種波紋管加工方法及設備，由機床帶動管坯旋轉，旋壓輪沿徑向進給旋壓，同時雙等離子炬對管坯加熱區加熱，軸向壓力頭沿管坯軸向施加壓力，一個波形成型后，旋壓輪沿軸向移動一個波矩，進行下一波形旋壓。但其加工的對象為外徑D小（60～110mm）、壁厚δ大（3.5～5mm）的波紋管，因此，其不適用于管徑大于250mm、管壁厚2.7～3.5mm的波紋管的加工。中國專利200810021178.9，公開了一種銅波紋管螺旋波紋成形設備及其成形工藝，銅管為硬質銅管,該成形設備上設滾輪裝置，滾輪裝置上設三個在所述銅管的圓周方向均布的滾輪對銅管進行滾壓加工；三個滾輪與銅管的軸線的垂直方向均偏轉一個相同的角度,，該角度即銅管螺旋波紋的螺旋升角。但其加工的對象為空調設備上的波紋管，由于空調設備上的波紋管外徑小，因此其同樣不適用于加工管徑大于250mm、管壁厚2.7～3.5mm的波紋管。采用上述設備加工管徑大于250mm、管壁厚2.7～3.5mm的波紋管，在成型過程中均存在由于管徑大、壁厚薄而易出現變形缺陷，不能完成波紋管的加工。

面對當今形勢，研究一種產品成形質量好、生產成本低、且簡單、高效的隧道管零件制造方法成為現在該領域技術人員迫切需要解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種工序簡單、成形質量好、成形精度和加工效率高的波紋管旋壓成型方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種波紋管旋壓成型方法，它包括以下步驟：

S1、將長薄壁管安裝于旋壓機的主軸上，并對長薄壁管的尾端施加一軸向牽引力，由主軸帶動長薄壁管旋轉，主軸轉速為50r/min～100r/min；

S2、采用三個旋輪旋壓成型，三個旋輪沿芯模周向均布，旋壓機的三個旋輪同步沿徑向進給，徑向進給速度為0.5～5.0mm/s，對長薄壁管的管壁進行旋壓，旋輪后側波形旋壓成型后，開始作軸向進給運動，軸向進給率為1～2mm/r，當旋壓的波谷達到預定長度后，停止軸向進給，三個旋輪同步沿徑向退回，再沿軸向進給一個波形寬度后，停止軸向進給，三個旋輪再次同步沿徑向進給，進行下一個循環。