[发明专利]圆管钢构件弧形冷弯成型模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种圆管钢构件弧形冷弯成型模具，特别涉及φ＞800mm大口径圆管钢构件弧形冷弯成型模具。

背景技术

钢结构件中常用的弧形钢圆管，通常是先焊接制成圆直管，然后通过弯弧加工弯制成所需弧形。钢结构行业对圆直管钢构件弯制成弧形弯管，常用的加工方法有：

中频加热弯管：通过加热圈(宽约40mm)套设在钢管上，在钢管弯曲部位加热(800～850℃)，然后在外力作用下使被加热钢管在一个很窄小的宽度里弯曲形成弧形。此种热弯管方式，虽然具有弯曲成型后钢管圆度不变形或变形很小的优点，但此方法的不足：弯曲最小半径必须在被弯钢管外径的5倍或以上，难以实现更小圆弧的弯曲；其次，弯管后在加热弯管处与冷却平直处有明显的压瘪起皱；再就是，钢材的高温加热会对材质产生不利影响，尤其是对高强度材质钢的影响会更大；此外，加热温控难以掌握，加热不够难以弯管，加热过度易造成加热过烧，且导致加热部位氧化皮大量产生，造成钢管厚度减薄，影响强度。实际在大型钢构件中较少采用。

另一种为压机三点冷压弯曲，即由压机上设置的一个下压内凹上模，及分设两边的两个支撑内凹下模，通过压机带动上模下压使钢管压弯成弧。冷压弯曲不需加热，对母材内部组织无损害、无影响，因而为钢构件圆管弯弧最常采用。现有技术三点冷压弯曲所用上下模具，为与被弯钢管径向圆弧基本一致、内凹总弧长≤被弯钢管半周的整体凹弧模具，即由两个相间内凹弧形支托下模，和一个下压内凹弧形上模组成。此结构模具的不足是：模具对钢管抱合面≤半周(超过则不能脱模)，加之钢构件直径和壁厚之比值相对较大，冷压弯曲下压力大，强大的下压力极易在弯管时造成钢管内弧起趋，以及直径方向压扁畸变，简称压瘪起皱，影响钢构件强度；其次，由于模具内凹与钢管圆弧基本一致，在弯管过程中钢管难以在模具中轴向移动压弯，弯管弧形质量不够理想。因此用此模具冷压弯管，管径通常被限止在800mm以内，国内现有大口径弯管机仅能弯制最大直径为φ800mm钢构件圆管，弯管弧形内半径最小要5倍圆管外径，而且薄壁钢管弯制更容易产生压瘪起皱缺陷。对于管径更大的弧形钢管，有时只能采用短直管逐节拼焊的虾节弯，不仅造型不美观，而且焊接工作量大，劳动强度高，生产效率低。

现有技术虽然有多种弯管模具和方法，但均只能适应细小薄壁钢管的弯曲，不能用于大型钢构件圆管的冷弯。例如中国专利CN2178571公开的大管径金属弯管器，最大弯管也只有114mm，而且是薄壁管，不能用于钢结构中圆管弯管。此外，现有技术中虽然也报导有多种弯管后整形技术，如中国专利CN2928303公开的管件冷弯曲时用抗皱模组，通过填补管壁与轮模之间空隙，从而使管件薄壁、小半径弯曲内侧不起皱，使弯曲精度更精确。中国专利CN1086160公开的金属管材煨制和弯曲工艺，在管材内、内支承胎具前方设置与待加工管材内径相配合的整形球，通过拉动整形球实现对弯管整形。这些方法同样只能适用于易整形的薄壁钢管，而对厚壁的钢结构圆管则无能为力。因此，大直径例如φ＞800mm以上的钢构件圆管冷弯，在钢结构行业中未得到有效解决，成为行业中一大技术难题。

发明内容

本发明目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种弯管时不会压瘪起皱，而且可以弯制管径大于800mm的圆管钢构件弧形冷弯成型模具。

本发明的另一目的在于提供一种弯制弧形更为光滑，弯管质量好，精度高的圆管钢构件弧形冷弯成型模具。

本发明第一目的实现，主要改进是：将冷压弯曲用整体结构内凹弧长≤被弯钢管半周弧长成型模具，改为由两辨以上活动抱合结构，并使抱合总弧长＞被弯钢管半周弧长，从而克服现有技术冷弯成型模具的不足，实现本发明目的。具体说，本发明圆管钢构件弧形冷弯成型模具，包括两个内凹弧形下模和一个内凹弧形上模，其特征在于各模具包括模具支承板和两瓣以上活动弧形模瓣组成，各瓣弧形合拢包络总弧长＞被弯钢管半周弧长。