[实用新型]组合开式弯曲模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种主要用于第三代核电站反应堆主管道热段、冷段和稳压器波动管等大尺寸高质量弯管的弯曲成型模具。该模具还可以广泛用于各种中、大型弯管的制造。

背景技术

我国目前核电的总装机容量还不到1000万千瓦，供电量约为全国总电力的2％。根据国家发改委的发展规划，到2020年，我国核电总装机容量要达到世界上的平均水平，即要占全国电力总装机容量的16％，也就是在未来10年中，我国还要建成约100座百万千瓦级核电站。发展机型就是美国西屋公司新设计的第三代AP1000压水堆核电站。美国到2015年也要上11座AP1000核电站。

美国西屋公司新设计的第三代先进大型AP1000压水堆核电站，是目前世界上二代核电站和二代加核电站的更新换代机型。它的主要优点有使用寿命从以前的40年增加到了60年，单座核电站的装机容量达到125万千瓦。西屋公司AP1000反应堆目前还没有在建机组，我国率先起动这一机型。该机型的主管道热段、冷段和稳压器波动管是加氮超低碳奥氏体不锈钢大口径长尺寸弯管，热段和冷段的本体上还分别有两个或一个一体化管嘴，技术要求对弯管的椭圆度、减薄量等技术指标提出了很高的要求，按常规的制造方法根本不能满足要求，制造难度很大，堪称是世界级的技术难题。

由本申请的申请人申请的、授权公告号为CN100564981C的发明专利(下称参考文件)公开了一种反应堆主管道热段弯管及其制造方法，提出了以模压成型的方式来成型管体的弯曲部分的技术手段。根据参考文件中的图7和图8可以发现，其采用的组合成型模具包括了上模和下模，并且该上模和下模之间能够形成一个上下封闭的弯曲变形区域。参考文件的说明书中还指出：“为了保证产品的圆度要求，下模两侧为直线段墙面，上模插入到下模的直线段墙面之间，上模的宽度与下模两侧的直线段墙面之间的宽度相适配。这样，使其管体的弯曲段从管坏的直管开始，在整个弯曲成型的过程中都能够得到护圆保护。”

由此可见，参考文件对于上下模的设计强调闭合性和整体性，其结果必然导致模具重量超大(若以参考文件的思路，模具重量可达到130吨)，并且还要使用大型加工设备对上模和下模进行加工，造成模具成本过高。更重要的是，下模的封闭式设计还会导致管坯在弯曲过程中整个外弧与下模之间产生轴向滑动摩擦，不仅对管坯产生有害的减薄阻力，并且还会使管坯上的一体化管嘴产生定位偏移。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种重量较轻的组合开式弯曲模具。

为此，该组合开式弯曲模具包括上模和下模，所述下模包括底座和沿管坯长度方向间隔设置在所述底座上的第一支撑座和第二支撑座，所述第一支撑座和第二支撑座上分别通过第一销轴和第二销轴铰接有支撑管坯用的第一支撑构件和第二支撑构件，当上模朝着位于第一支撑构件和第二支撑构件之间的一段管坯压下时，该第一支撑构件和第二支撑构件随该段管坯的弯曲分别绕第一销轴和第二销轴转动。

在该模具的第一支撑构件和第二支撑构件之间以及第一支撑构件和第二支撑构件的正上方存在空档，此结构与常规的整体模具相比，模具重量大为降低。并且，上模可采用锻焊结构，下模可采用焊接结构，因而无需使用大型加工设备。此外，由于管坯弯曲变形时其背弧部位不与下模接触，故背弧处在完全自由的状态进行拉伸，不会对管坯背弧产生有害的减薄阻力。

在此基础上，还可在底座上位于第一支撑座和第二支撑座之间设置挡块，并使所述上模的压头的底部在该上模运动至设计要求的下极限位置时刚好受该挡块的阻挡而限位。这样，通过挡块可以准确的限制上模的运动行程，以达到精确控制管坯弯曲弧度的目的。

此外，还可以将所述压头、第一支撑构件以及第二支撑构件上与管坯相接触部位的横截面形状设计为与管坯的外圆大致吻合的圆弧形，从而防止管坯的有害变形。

为使管坯在弯曲过程中不与第一支撑座和第二支撑座之间产生轴向滑动，主要防止因管坯的轴向滑动而产生的定位偏移，本申请还进行了以下的改进，即：将所述第一销轴和第二销轴轴对称设置于上模的压头的中心轴线的两侧；设第一销轴和第二销轴之间的轴心距离为L1，第一销轴或第二销轴的轴心与管坯中心轴线的距离为H，管坯的弯曲弧度为θ，管坯的弯曲半径为R，这些参数之间满足以下条件：

上述条件实际上给出了第一销轴和第二销轴位置关系。只要按照上述条件来确定第一销轴和第二销轴的位置，就能保证管坯在弯曲过程中不会与第一支撑座和第二支撑座之间产生轴向滑动。本说明的具体实施方式部分还将结合附图对上述公式的推导过程进行说明。