[发明专利]利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料技术领域的塑性加工方法，具体是一种利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法。

背景技术

金属管材由于具有重量轻、强度高等优点，广泛应用于机械、汽车等领域中结构件的制造，同时也可作为各种流体介质传输的载体。管材的供货状态多为直管，在实际应用时，很多场合都需要预先进行弯曲加工，可根据使用要求选择不同的加工方法，其中数控弯管机可以按照要求准确、平稳地进行管材的弯曲加工，成形精度高、工艺稳定性好，适合于各种管材的精密弯曲成形。目前常见的数控弯管机是应用旋转拉伸弯管法在常温下对金属管材进行绕弯，由于管材的弯曲加工是一种材料的塑性变形过程，材料的塑性变形能力决定了管材弯曲变形可进行的程度。由于一些结构设计的紧凑性要求，管材的弯曲部分要有足够小的曲率半径，这就需要材料具有足够的塑性变形能力，另外，一些常温下塑性变形能力差的材料如镁合金也难以进行常规的弯曲成形。一般随着温度的升高，金属材料的塑性变形能力显著增强，因此，如果数控弯管机能在加热状态下进行弯管，就能满足具有特殊要求的管材弯曲成形，同样也能使室温塑性差的材料在加热状态下进行弯曲成形。

经过对现有技术文献的检索发现，中国发明专利：一种镁合金管热弯方法及设备，公开号：CN 1709607A，该方法是利用管材自身的内阻在通电后加热待弯区段，然后在预热过的手动绕弯机上弯曲成形的工艺方法，此方法弯曲时温度不易控制，批量作业时模具需要反复预热，依靠管内的填充物保证弯曲截面的形状要求，弯后需要进行填充物的清理，弯曲过程手动进行，成形精度不高，生产效率低，因此该方法不适合管材的大批量自动化精密热弯成形。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法，使其在现有数控弯管设备的基础上，通过对数控弯管机的模具进行改进，利用发热介质从内部加热弯管模具，通过温度控制系统保持弯管模具处于恒温状态，待弯管材装卡后，通过与模具的接触传导，短时间内就可达到模具的温度，在弯管过程中，由于管材弯曲部分始终与模具保持接触，因此管材的温度并不降低，由此实现利用数控弯管机进行管材的热弯成形。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括以下步骤：

第一步，弯管模具的改进：对弯管模具中的圆模、导模、防皱模和芯棒进行改进，在圆模内部的高度方向开孔，在导模、防皱模和芯棒内部沿长度方向开孔，孔内部布置加热介质与温度传感器。加热介质均匀充分布置，即加热介质的布置应能使模具得到均匀充分的加热，同时不影响模具的运动及模具材料的使用强度，温度传感器的位置处于模具内部靠近模具工作表面的区域。

第二步，模具与弯管机的隔热处理：为减少工作时模具的热量损失，降低能源消耗，需要在加热的模具与床身之间进行隔热处理，在圆模的下表面与床身接触的区域加装隔热介质，在导模的背面与滑块贴合的区域加装隔热介质，在防皱模与其支架接触的区域加装隔热介质，隔热介质的布置应不影响机床对模具的连接与驱动。

所述隔热介质为石棉垫片。

第三步，弯管模具的加热及控温：圆模、防皱模、芯棒及导模内部放置的加热介质和温度传感器分别连接到控温系统，控温系统由数显控温仪与固态继电器组成，控温仪通过对温度传感器的采集值与自身的设定值进行比较，控制固态继电器的打开与闭合，实现对模具温度的控制。

本发明中，弯管模具的加热介质采用电阻加热管，置于模具内部，其外壁与模具紧密贴合，温度传感器使用热电偶，通过数显控温仪及固态继电器连成闭合反馈回路进行控温，根据需要设定加热温度，电阻加热管通电后开始加热弯管模具，模具内部的温度传感器对模具的实际温度进行实时监控，当模具的温度达到控温仪设定的温度值时，固态继电器断开，使电阻加热管停止发热，由于模具热量的自然散失，当热电偶检测到模具的温度低于控温仪设定的温度时，固态继电器重新闭合，电阻加热管开始发热，直到模具的温度再次达到控温仪设定的温度为止，由此实现弯管模具的加热及控温。

第四步，管材的热弯成形：管材的热弯成形：通电加热模具，待模具温度达到设定值时，起动弯管机主电机，装卡待弯管材，管材的温度达到模具的温度时，按下弯曲启动开关，模具按照设定的程序进行运动，管材在模具的作用下形成所需要的形状。

所述模具，其加热温度上限为400℃，控温精度为±1℃。