[發明專利]一種用于雙脊矩形管繞彎成形的柔性叉形芯模

無效

• 申請號: 201410381305.1
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104259278A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 劉郁麗;楊合;姜志遠;董潔;江帆
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B21D9/01
• 分類號: B21D9/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種數控彎管加工模具，具體是一種用于雙脊矩形管繞彎成形的柔性叉形芯模。

二、背景技術

由于具有截止頻率低、工作帶寬寬、特性阻抗低、損耗小、耐功率大等優點，雙脊矩形管彎曲件被作為重要的波導管連接件，廣泛應用于航空、航天、雷達及衛星等通訊領域。然而由于雙脊矩形管本身具有空心、帶有脊槽及截面慣性矩大等特點，導致彎曲過程中管材在脊槽及內外腹板處局部剛性不足，容易產生截面變形、壁厚變化及回彈等缺陷，嚴重影響雙脊矩形管的成形精度。使用芯模可有效防止上述缺陷的產生。由于雙脊矩形管具有脊槽結構，決定了現有的普通矩形管繞彎成形所使用的芯模難以用于雙脊矩形管的繞彎成形過程。

目前雙脊矩形管繞彎過程中常用彈簧鋼片、松香、橡膠、尿素、低熔點合金等作為芯模進行填充。彈簧鋼帶的填充及取出比較費時費力，使用不方便，而且容易劃傷管件的內表面。松香質硬脆、易碎裂，破碎后的細小顆粒尖利異常，容易破壞管子內部的粗糙度，甚至導致波導管產生畸變。低熔點合金質脆，抗彎扭能力差，易粘附波導管且在內壁形成腐蝕源使其不易清除。尿素填料需要嚴格控制環境溫度及填料灌裝凝固冷卻后的放置時間，否則凝固填料極易熔化，起不到芯模的作用。因此有必要開發一種新型的芯模結構，以適應現代工業對雙脊矩形管精確繞彎成形的生產要求。

三、發明內容

為了克服雙脊矩形管繞彎成形易截面變形及拉裂的缺陷，并適應雙脊矩形管具有脊槽這一結構特征，本發明提出了一種用于雙脊矩形管繞彎成形的柔性叉形芯模，該芯模可以有效地消除起皺和拉裂，并減少彎曲過程的截面畸變。

本發明包括芯棒、芯頭、尾芯頭及圓柱銷。其中：

芯棒為叉形件，由芯棒夾塊和芯棒體組成，是實現本發明的重要零件。芯棒外形尺寸略小于雙脊矩形管內尺寸。芯棒體為叉形件，長方體尾部可以通過螺釘孔實現與機床的連接；兩個叉形前端各有一個階梯狀表面，且階梯狀表面方向指向外側；在階梯狀表面的中間部位是芯棒體定位凹槽，定位凹槽上設有定位銷孔；凹槽的兩側為芯棒體定位凸臺，凸臺上設有螺釘孔用以安裝緊固螺釘。芯棒夾塊有定位凸臺和定位凹槽，形狀為F形；在芯棒夾塊的凹槽部分鉆有螺釘孔，用于安裝緊固螺釘。在中間定位凸臺的中心有一個定位銷孔，用于定位芯棒夾塊和芯棒體的位置，確保芯棒體和芯棒夾塊裝配后各面平齊，定位銷與定位銷孔的配合為過渡配合。芯棒夾塊與芯棒體通過銷釘和螺釘進行連接。芯棒體和芯棒夾塊前端有圓柱窩，組裝后芯棒圓柱窩直徑略大于芯棒叉形前端厚度尺寸的1/2，深度均為芯棒叉形前端寬度尺寸的1/4。芯棒體和芯棒夾塊前端分別有上下兩段圓弧，其曲率半徑為芯棒前端厚度的1/2，位置確定原則是上端圓弧與芯頭相交，而下端圓弧確定原則為將下一個芯頭旋轉15°與圓弧相交。

芯頭由插塊芯頭和插槽芯頭組成。芯頭數量根據雙脊矩形管的彎曲角度和單個芯頭的相對旋轉角度確定。插槽芯頭和插塊芯頭的一端為圓柱頭，另一端為芯頭體。插塊芯頭圓柱頭有定位凸臺，其寬度和高度均約為1mm，相應插槽的芯頭圓柱頭有定位凹槽。插塊芯頭和插槽芯頭通過定位凸臺和定位凹槽進行配合。圓柱頭一端與芯頭體端面平齊，其寬度等于芯棒圓柱窩的寬度。芯頭體內側開有與芯棒夾塊一樣的圓柱窩，圓柱窩與下一組芯頭的圓柱頭進行配合。芯頭體外徑等于芯棒厚度，寬度為芯棒寬度的1/2。圓柱頭外徑略小于圓柱窩內徑，其寬度等于圓柱窩寬度的一半。芯頭的上端圓弧確定原則是與下一個芯頭相交，下端圓弧確定原則為將下一個芯頭旋轉15°與芯頭相交。這樣就保證了下一個芯頭相對可以旋轉15°。芯頭裝配好后，后一組芯頭圓柱頭位于前一組芯頭的圓柱窩內，圓柱頭借助圓柱窩的約束進行固定，并在圓柱窩內產生相對旋轉運動。

在多個芯頭中，尾芯頭沒有圓柱窩，芯頭體和圓柱頭外徑與插槽芯頭的對應外徑相同。芯頭體高度等于芯棒的寬度尺寸，圓柱頭寬度約為芯頭體寬度的1/2，并且該圓柱頭為完整的。芯頭體在圓心向圓柱頭相反方向偏移一定距離進行切割形成端面。

裝配時：

1)安裝第一節芯頭。將尾芯頭的圓柱頭裝入一個插槽芯頭的圓柱窩中，然后扣上插塊芯頭，保持尾芯頭圓柱頭與芯頭圓柱窩同心；

2)安裝第二節芯頭。將第一節芯頭的圓柱頭裝入一個插槽芯頭的圓柱窩中，然后扣上插塊芯頭。以后依照上述方法安裝其余各節芯頭及尾芯頭，得到兩條芯頭鏈。

3)安裝芯棒。將最前端芯頭的圓柱頭裝入芯棒體的圓柱窩中，扣上芯棒夾塊，保持芯棒圓柱窩的銷孔與最前端芯頭圓柱頭的銷孔同心；取定位銷裝入芯棒體與芯棒夾塊的定位銷孔中，最后通過螺釘孔的緊固螺釘進行固定，完成芯棒的組裝，獲得最終的柔性叉形芯模。