[發(fā)明專利]一種雙助推式薄壁管件大曲率無芯彎曲成形模具及其成形方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711081886.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN107716659A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 茍毓俊;雙遠(yuǎn)華;周研;王清華;李軍;毛飛龍;丁小鳳;王琛;蔡偉;邢偉榮;李建英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B21D7/08
• 分類號(hào): B21D7/08;B21D37/10
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司14101
• 代理人: 江淑蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管件彎曲成形技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙助推式薄壁管件大曲率無芯彎曲成形模具及其成形方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代社會(huì)對(duì)節(jié)能和環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，結(jié)構(gòu)輕量化產(chǎn)品越來越受重視。彎管具有結(jié)構(gòu)合理、尺寸精確、強(qiáng)韌化和低能耗等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也與現(xiàn)代社會(huì)提出的輕量(中空結(jié)構(gòu))、強(qiáng)環(huán)保等要求相吻合，被廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車及鍋爐等行業(yè)。目前，通過有芯或者無芯彎曲彎制相對(duì)彎曲半徑較大(大于2.5)的鋼管基本都可以達(dá)到較理想效果，但相對(duì)彎曲半徑太大不能節(jié)省使用場(chǎng)合所占空間。相對(duì)彎曲半徑較小(1.0～1.5)的管材雖然很大程度上節(jié)省使用場(chǎng)合所占空間，但由于技術(shù)條件限制，彎制相對(duì)彎曲半徑過小的管材極易出現(xiàn)外側(cè)壁過度減薄、內(nèi)側(cè)壁起皺以及截面過度癟化等缺陷，使得彎管件成品率較低，現(xiàn)階段鋼管有芯彎曲可以彎制最小相對(duì)彎曲半徑1.1～1.3之間的管材，而無芯彎曲相比有芯彎曲難度較大，據(jù)資料可查通過現(xiàn)在已有的技術(shù)彎制薄壁鋼管，最小相對(duì)彎曲半徑(目前生產(chǎn)中最常用的簡(jiǎn)易機(jī)架尾部助推裝置條件下)為1.5～2.0，相對(duì)彎曲半徑R/D(R–彎曲半徑，D–鋼管外徑)越小，彎管外側(cè)壁厚減薄率越大，內(nèi)外側(cè)壁厚越不均勻，且截面畸變也越嚴(yán)重。鋼管沿軸向前進(jìn)過程中與壓力模和防皺模內(nèi)凹槽面均產(chǎn)生一定滑動(dòng)摩擦，彎曲模轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)需有一個(gè)附加切向拉應(yīng)力來平衡管坯進(jìn)給方向上摩擦反力，與此同時(shí)附加切向拉應(yīng)力加大了鋼管外側(cè)減壁程度，同時(shí)緩解了內(nèi)側(cè)壁厚增厚程度，鋼管內(nèi)外側(cè)壁厚均勻度較差。其他彎曲條件相同情況下，使用有芯棒彎曲時(shí)雖然可以在一定程度上減輕薄壁圓管型腔被“壓癟”的程度，也可以彎制出相對(duì)彎曲半徑較小的管材，但是同時(shí)也會(huì)過度增大外側(cè)壁厚減薄程度，綜合指標(biāo)不理想。申請(qǐng)公布號(hào)為CN 104525740 A的發(fā)明創(chuàng)造中雖然提出了一種拉拔纏繞式小彎曲半徑彎管模具及彎管方法，通過提出一種滑槽和非對(duì)稱彎曲模槽貼在一起的彎管模具槽，使得彎曲后相對(duì)彎曲半徑達(dá)到1.1左右，橢圓度效應(yīng)較小，但是該發(fā)明創(chuàng)造中沒有明確提出是有芯還是無芯彎曲，也沒有給出彎曲后管壁變化情況，但是管壁變化情況是彎曲質(zhì)量一個(gè)很重要的指標(biāo)，外側(cè)壁厚減小過大必然降低彎管的承載能力和使用性能；內(nèi)側(cè)壁厚增大嚴(yán)重使得內(nèi)側(cè)壁表面不光滑，甚至有起皺現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了其疏導(dǎo)能力。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，解決現(xiàn)有薄壁管件無芯彎曲成形過程中彎曲難度較大、管件成品率較低的技術(shù)問題，克服現(xiàn)有技術(shù)條件在室溫下進(jìn)行薄壁管件大曲率(小彎曲半徑)無芯彎曲成形的不足，提高相對(duì)彎曲半徑為1.0～1.5之間的管材彎曲成形質(zhì)量/成形極限，提供一種雙助推式薄壁管件大曲率無芯彎曲成形模具及其成形方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種雙助推式薄壁管件大曲率無芯彎曲成形模具，它包括彎曲模、鑲模、夾持模、緩沖模、壓力模、防皺模和助推模，其特征在于：

所述助推模安裝于待彎曲管件的尾部位置處，所述助推模包括外助推模和內(nèi)助推模，外助推模設(shè)置于待彎曲管件彎曲方向的外側(cè)，內(nèi)助推模設(shè)置于待彎曲管件彎曲方向的內(nèi)側(cè)，外助推模和內(nèi)助推模與待彎曲管件管外壁的接觸的面上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有凹槽；

所述壓力模和防皺模設(shè)置于待彎曲管件的中部，壓力模設(shè)置于待彎曲管件彎曲方向的外側(cè)，防皺模設(shè)置于待彎曲管件彎曲方向的內(nèi)側(cè)，防皺模上設(shè)置有與待彎曲管件的管壁相配合的凹槽，壓力模與待彎曲管件的管壁的接觸面上設(shè)置有壓力模槽，壓力模槽相對(duì)一側(cè)的壓力模表面設(shè)置為與機(jī)床相配合的裝配面；所述壓力模槽為弧形凹槽面，壓力模槽底部設(shè)置為底部圓弧凹槽面，底部圓弧凹槽面的曲率半徑為R_壓底＝10.36～22.36mm，底部圓弧凹槽面的弧頂與壓力模表面之間的距離為B_壓＝18.62～40.62mm，底部圓弧凹槽面的兩側(cè)分別通過過渡圓弧凹槽面過渡連接，過渡圓弧凹槽面的曲率半徑為R_壓過＝25.82～55.93mm，過渡圓弧凹槽面的另一側(cè)與壓力模表面通過過渡圓角過渡連接，過渡圓角的曲率半徑為R_壓角＝1.0～2.0mm；