[發明專利]一種用于薄壁彎頭冷成型的支撐工裝及成型方法

在審

• 申請號: 201710306597.6
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107263134A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王婭輝;韓利強;郗大來;葉建林;袁敏哲;紀騰飛;王寧;李寧
• 申請（專利權）人: 西安優耐特容器制造有限公司
• 主分類號: B23Q3/00
• 分類號: B23Q3/00;B23P15/00
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所61219
• 代理人: 孫衛增

技術領域

本發明屬于管件加工技術領域，涉及彎頭加工成型，尤其是一種用于薄壁彎頭冷成型的支撐工裝及成型方法。

背景技術

有色金屬例如鈦、鋯、鉭、鎳等，由于這些材料在石油、化工、制藥等行業中較為苛刻的工況條件下，能夠表現出很好的耐蝕，耐高溫強度，良好的導熱性等特點而被廣泛的應用。但是這些材料對于空氣中的氣體成分較為敏感，除了鋯材在常溫下就會出現吸氫現象外，其余幾種金屬在200℃以上均會出現不同程度的吸氫、吸氧、吸氮的現象，并且隨著溫度的升高該現象越強烈，從而導致材料變脆，性能劣化。雖然在有色金屬彎頭日常生產中常常會用到熱成型工藝，但同時總會不可避免的用到一些保護措施，這樣不但增加了成本，還使成型工藝過程變得更加繁瑣，生產效率低。因此，有色金屬彎頭的制備最好采用適當的冷成型方法來實現。

目前，現有技術的彎頭成型設備和方法大都是針對碳鋼和不銹鋼材料設計和制定的，而對于有色金屬則不是很適用。例如，有色金屬材料對表面劃痕的敏感性，而表面劃痕會提高金屬發生縫隙腐蝕的機率，使其耐蝕性降低，所以最好不要使用設備或模具與材料之間會發生較大摩擦的成型方法。但是如果采用直接彎曲成型的方法，則極易出現在“R”區內弧側產生褶皺，甚至在該區管坯直接被壓扁等問題。因此，為了防止彎頭成型過程中表面被過渡劃傷，以及管坯局部出現褶皺，甚至被壓扁等問題的出現，保證彎頭質量，降低制造成本，提高生產效率，本發明提出一種新的方法。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種用于薄壁彎頭冷成型的支撐工裝及成型方法，該方法采用在管坯內加支撐工裝的方法增加管坯剛度，保證其能夠很好的成型。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明首先提出一種用于薄壁彎頭冷成型的支撐工裝，由相互對稱的第一弧形支撐瓣和第二弧形支撐瓣拼裝而成，其中第一弧形支撐瓣和第二弧形支撐瓣拼裝后在下端面形成與彎頭彎度相適應的弧形面。

進一步，上述第一弧形支撐瓣和第二弧形支撐瓣各自在拼接的位置設有支撐柱，當第一弧形支撐瓣和第二弧形支撐瓣拼裝后，兩個支撐柱拼接形成頂住待加工彎頭的直管坯內壁面的實心圓臺狀支撐臺。

進一步，上述第一弧形支撐瓣和第二弧形支撐瓣的外側圓弧半徑R與所需成型彎頭的半徑之間的關系為R＝r+d/2-δ；其中，r為所需成型彎頭的彎心半徑；d為所需成型彎頭的直徑；δ為所需成型彎頭的壁厚；所述第一弧形支撐瓣和第二弧形支撐瓣的外側圓弧長度L＝πR/2。

進一步，上述支撐臺直徑D比所需成型彎頭的直管坯內徑(d-2δ)小0.5～1mm。

進一步，上述支撐臺外側圓弧長度Lˊ＝L/3，圓臺高H＝D/3；支撐臺兩側圓弧厚W＝D/3。

本發明還提出一種基于上述支撐工裝的薄壁彎頭冷成型方法：在待加工彎頭的直管坯內設置支撐工裝，然后用冷壓模具對直管坯進行冷壓成型，冷壓成型后取出支撐工裝，得到彎頭。具體包括以下步驟：

步驟一、根據所要成型彎頭的材質和展開尺寸選擇有色金屬管并進行切割，得到彎頭的直管坯；

步驟二、選擇尺寸適合的第一弧形支撐瓣和第二弧形支撐瓣，并放入直管坯內部中間部位；

步驟三、將放入第一弧形支撐瓣和第二弧形支撐瓣的直管坯放置到冷壓模具的下模上；

步驟四、用壓機帶動上模下壓直管坯使其緩慢彎曲變形；

步驟五、當冷壓模具上、下模完全合攏后，保持一段時間然后泄壓；

步驟六、將壓好的彎頭從模具上取下，并取出第一弧形支撐瓣和第二弧形支撐瓣；

步驟七、對彎頭進行去應力退火，表面處理；

步驟八、切除彎頭兩端多余長度，并加工焊接坡口，得到成品彎頭。

進一步，以上步驟四中，壓機帶動上模以5mm/s的速度下壓直管坯。

進一步，以上步驟五中，上、下合攏后保持30s。

進一步，以上步驟三中，所述冷壓模具的下模為凹模，并將直管坯中間與第一弧形支撐瓣和第二弧形支撐瓣的中部支撐柱對齊，一起放到下模中間，并對準上模最低點。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)本發明能夠有效地解決有色金屬材料制彎頭成型難度大的問題，本發明使用內置支撐工裝，即可將有色金屬材料制彎頭直接冷壓成型，具有產品質量高、成品率高達99％的顯著特點。

(2)本發明既避免了模具與管坯成型過程中的過渡摩擦損傷彎頭表面，又有效控制成品彎頭出現內弧起皺，局部被壓扁等現象的發生。