[发明专利]一种扩径推弯短半径弯头的成型芯头

说明书

技术领域

本发明涉及金属管件制造领域中的一种舰船、航天领域用短半径弯头的成型模具芯头，尤其是涉及一种扩径推弯短半径弯头的成型芯头。

背景技术

目前，中频加热扩径推制弯曲法(扩径推弯法)是公认的适合于批量生产、所生产产品壁厚均匀且生产效率高的金属无缝弯头制造方法，用这种方法制造长半径弯头(弯曲半径R＝1.5D_n，D_n为名义口径)有相当成熟的技术。而短半径弯头(R＝D_n)，因为弯曲半径R小，曲率大，外弧与内弧的长度相差很大，造成扩径推弯成型时内弧和外弧的变量差异大，制造过程中的技术难度很大。大口径薄壁短半径弯头的制造一直是弯头制造技术难题，这是由于弯头口径大，所需的坯料直径也大，扩径推弯过程中造成坯料和模具之间接触面积大，因而二者之间的摩擦力大，壁薄造成传递推制力的有效面积小，容易引起管壁凸起、堆积和打皱，造成弯头成形失败。一般，大口径是指D_n＞500mm，薄壁是指壁厚T在0.02D＜T＜0.04D之内(D为成品弯头外径)。

在航天和航海领域中，为了减小管路在舱室内占用的空间，增加有效载荷，急需使用弯曲半径R＝1D的短半径弯头。在扩径推弯法制造弯头的工艺过程中，成型模羊角芯头的设计是关键技术，以往的羊角芯头模具设计中，中心弧线由初始弯曲半径R₀渐变为成品R时，多采用一段法、二段法或多段法，羊角芯头的横截面为圆形，它均匀地从坯料内径d₀增加到成品内径d_k，这种方法用于长半径弯头的制造是有效的，但用于短半径弯头制造时会造成翘头、拉薄和撕裂等问题，而不能获得合格的成品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种扩径推弯短半径弯头的成型芯头，其能较方便地获得高精度高质量的金属弯头，不仅能获得高质量的普通规格短半径弯头，而且能获得大口径薄壁短半径弯头。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种扩径推弯短半径弯头的成型芯头，其特征在于：从前至后依次由引伸段、变形段和整形段连接组成且三者依次连贯组成一外表面光滑的羊角芯头模具；

所述变形段的中心弧线一为一渐开线，所述渐开线的弯曲半径从前至后由初始弯曲半径R₀无间断平滑过渡至最终弯曲半径R，其中，最终弯曲半径R为所需生产短半径弯头成品的弯曲半径；R₀和变形区总转角β取决于生产所述短半径弯头所用管坯料的屈服强度；